文章目录
- 一、单点Redis的问题及解决方案
- 二、Redis持久化
-
- [2.1 单机安装Redis](#2.1 单机安装Redis)
- [2.2 RDB持久化](#2.2 RDB持久化)
- [2.3 AOF持久化](#2.3 AOF持久化)
- [2.4 RDB和AOF对比](#2.4 RDB和AOF对比)
- 三、Redis主从
-
- [3.1 搭建Redis主从架构](#3.1 搭建Redis主从架构)
-
- [3.1.1 集群结构](#3.1.1 集群结构)
- [3.1.2 准备实例和配置](#3.1.2 准备实例和配置)
- [3.1.3 启动](#3.1.3 启动)
- [3.1.4 开启主从关系](#3.1.4 开启主从关系)
- [3.1.5 测试](#3.1.5 测试)
- [3.2 数据同步](#3.2 数据同步)
-
- [3.2.1 全量同步【建立连接时】](#3.2.1 全量同步【建立连接时】)
- [3.2.2 增量同步【slave从节点重启后】](#3.2.2 增量同步【slave从节点重启后】)
- [3.2.3 数据同步的优化](#3.2.3 数据同步的优化)
- [3.2.4 总结](#3.2.4 总结)
- 四、Redis哨兵【Sentinel实现哨兵,故障转移】
-
- [4.1 哨兵的作用和原理](#4.1 哨兵的作用和原理)
- [4.2 搭建哨兵集群](#4.2 搭建哨兵集群)
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- [4.2.1 集群结构](#4.2.1 集群结构)
- [4.2.2 准备实例和配置](#4.2.2 准备实例和配置)
- [4.2.3 启动](#4.2.3 启动)
- [4.2.4 测试](#4.2.4 测试)
- [4.3 RedisTemplate的哨兵模式](#4.3 RedisTemplate的哨兵模式)
- 五、Redis分片集群
-
- [5.1 搭建分片集群](#5.1 搭建分片集群)
-
- [5.1.1 集群结构](#5.1.1 集群结构)
- [5.1.2 准备实例和配置](#5.1.2 准备实例和配置)
- [5.1.3 启动](#5.1.3 启动)
- [5.1.4 创建集群](#5.1.4 创建集群)
- [5.1.5 测试](#5.1.5 测试)
- [5.2 散列插槽](#5.2 散列插槽)
- [5.3 集群伸缩【添加、删除Redis节点】](#5.3 集群伸缩【添加、删除Redis节点】)
-
- [5.3.1 添加节点](#5.3.1 添加节点)
- [5.3.2 删除节点](#5.3.2 删除节点)
- [5.4 故障转移](#5.4 故障转移)
-
- [5.4.1 自动故障转移](#5.4.1 自动故障转移)
- [5.4.2 手动故障转移](#5.4.2 手动故障转移)
- [5.5 RedisTemplate访问分片集群](#5.5 RedisTemplate访问分片集群)
一、单点Redis的问题及解决方案
数据丢失问题:Redis是内存存储,服务重启可能会丢失数据
并发能力问题:单节点Redis并发能力虽然不错,但也无法满足如618这样的高并发场景
故障恢复问题:如果Redis宕机,则服务不可用,需要一种自动的故障恢复手段
存储能力问题:Redis基于内存,单节点能存储的数据量难以满足海量数据需求
解决方案:
二、Redis持久化
2.1 单机安装Redis
首先需要安装Redis所需要的依赖:
sh
yum install -y gcc tcl
然后将课前资料提供的Redis安装包上传到虚拟机的任意目录:
例如,我放到了/tmp目录:
解压缩:
sh
tar -xvf redis-6.2.4.tar.gz
解压后:
进入redis目录:
sh
cd redis-6.2.4
运行编译命令:
sh
make && make install
如果没有出错,应该就安装成功了。
然后修改redis.conf文件中的一些配置:
properties
# 绑定地址,默认是127.0.0.1,会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问
bind 0.0.0.0
# 数据库数量,设置为1
databases 1
启动Redis:
sh
redis-server redis.conf
停止redis服务:
sh
redis-cli shutdown
测试服务:
当停止服务时,redis会将数据保存在该目录下,再次启动服务时会恢复数据。
Redis默认持久化,但只是在停机时会保存数据,但我们需要的是每隔一段时间就保存一下数据,以下会采用两种持久化方案。
2.2 RDB持久化
bgsave的流程
RDB持久化默认会在停机执行一次,也可以在redis.conf文件中设置保存时机,如下:
案例:在redis.conf中设置每5秒修改一次就保存数据,设置保存的文件名为test.rdb
- 修改配置文件
sh
save 5 1
dbfilename test.rdb
- 添加一条数据
- 结果显示
2.3 AOF持久化
使用方法:
使用AOF可以禁用RDB,方法是:修改配置文件
sh
save ""
bgrewriteaof命令:命令压缩
2.4 RDB和AOF对比
三、Redis主从
3.1 搭建Redis主从架构
3.1.1 集群结构
我们搭建的主从集群结构如图:
共包含三个节点,一个主节点,两个从节点。
这里我们会在同一台虚拟机中开启3个redis实例,模拟主从集群,信息如下:
IP | PORT | 角色 |
---|---|---|
192.168.150.101 | 7001 | master |
192.168.150.101 | 7002 | slave |
192.168.150.101 | 7003 | slave |
3.1.2 准备实例和配置
注意服务器要打开7001 7002 7003 端口
要在同一台虚拟机开启3个实例,必须准备三份不同的配置文件和目录,配置文件所在目录也就是工作目录。
1)创建目录
我们创建三个文件夹,名字分别叫7001、7002、7003:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003
如图:
2)恢复原始配置
修改redis-6.2.4/redis.conf文件,将其中的持久化模式改为默认的RDB模式,AOF保持关闭状态。
properties
# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000
# 关闭AOF
appendonly no
3)拷贝配置文件到每个实例目录
然后将redis-6.2.4/redis.conf文件拷贝到三个目录中(在/tmp目录执行下列命令):
sh
# 方式一:逐个拷贝
cp redis-6.2.4/redis.conf 7001
cp redis-6.2.4/redis.conf 7002
cp redis-6.2.4/redis.conf 7003
# 方式二:管道组合命令,一键拷贝
echo 7001 7002 7003 | xargs -t -n 1 cp redis-6.2.4/redis.conf
4)修改每个实例的端口、工作目录
修改每个文件夹内的配置文件,将端口分别修改为7001、7002、7003,将rdb文件保存位置都修改为自己所在目录(在/tmp目录执行下列命令):
sh
sed -i -e 's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf
5)修改每个实例的声明IP
虚拟机本身有多个IP,为了避免将来混乱,我们需要在redis.conf文件中指定每一个实例的绑定ip信息,格式如下:【注意修改IP】
properties
# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.150.101
每个目录都要改,我们一键完成修改(在/tmp目录执行下列命令):
sh
# 逐一执行
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7001/redis.conf
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7002/redis.conf
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7003/redis.conf
# 或者一键修改
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' {}/redis.conf
3.1.3 启动
为了方便查看日志,我们打开3个ssh窗口,分别启动3个redis实例,启动命令:
sh
# 第1个
redis-server 7001/redis.conf
# 第2个
redis-server 7002/redis.conf
# 第3个
redis-server 7003/redis.conf
启动后:
如果要一键停止,可以运行下面命令:
sh
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
3.1.4 开启主从关系
现在三个实例还没有任何关系,要配置主从可以使用replicaof 或者slaveof(5.0以前)命令。
有临时和永久两种模式:
-
修改配置文件(永久生效)
- 在redis.conf中添加一行配置:
slaveof <masterip> <masterport>
- 在redis.conf中添加一行配置:
-
使用redis-cli客户端连接到redis服务,执行slaveof命令(重启后失效):
shslaveof <masterip> <masterport>
注意:在5.0以后新增命令replicaof,与salveof效果一致。
这里我们为了演示方便,使用方式二。
通过redis-cli命令连接7002,执行下面命令:【注意修改IP】
sh
# 连接 7002
redis-cli -p 7002
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
通过redis-cli命令连接7003,执行下面命令:【注意修改IP】
sh
# 连接 7003
redis-cli -p 7003
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
然后连接 7001节点,查看集群状态:
sh
# 连接 7001
redis-cli -p 7001
# 查看状态
info replication
结果:
3.1.5 测试
执行下列操作以测试:
-
利用redis-cli连接7001,执行
set num 123
-
利用redis-cli连接7002,执行
get num
,再执行set num 666
-
利用redis-cli连接7003,执行
get num
,再执行set num 888
可以发现,只有在7001这个master节点上可以执行写操作,7002和7003这两个slave节点只能执行读操作。
3.2 数据同步
3.2.1 全量同步【建立连接时】
master如何判断slave是不是来做数据同步?首先要了解以下两个概念:
过程如下:
- slave向master发送偏移量
- master判断请求的repid是否一致
- 不一致表示二者第一次连接,然后master将自己的repid和offset发送给slave
3.2.2 增量同步【slave从节点重启后】
3.2.3 数据同步的优化
3.2.4 总结
四、Redis哨兵【Sentinel实现哨兵,故障转移】
4.1 哨兵的作用和原理
slave节点宕机恢复后可以找master节点同步数据那master节点宕机怎么办?
一、服务状态监控
Sentinel基于心跳机制监测服务状态,每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令:
- 主观下线:如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应,则认为该实例主观下线。
- 客观下线:若超过指定数量(quorum)的sentinel都认为该实例主观下线,则该实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。
二、选举master
一旦发现master故障,sentinel需要在salve中选择一个作为新的master,选择依据是这样的:
- 首先会判断slave节点与master节点断开时间长短,如果超过指定值(down-after-miliseconds*10)则会排除该slave节点
- 然后判断slave节点的slave-priority值,越小优先级越高,如果是0则永不参与选举
- 如果slave-prority一样,则判断slave节点的offset值,越大说明数据越新,优先级越高
- 最后是判断slave节点的运行id大小,越小优先级越高。
三、如何实现故障转移?
4.2 搭建哨兵集群
4.2.1 集群结构
这里我们搭建一个三节点形成的Sentinel集群,来监管之前的Redis主从集群。如图:
三个sentinel实例信息如下:
节点 | IP | PORT |
---|---|---|
s1 | 192.168.150.101 | 27001 |
s2 | 192.168.150.101 | 27002 |
s3 | 192.168.150.101 | 27003 |
4.2.2 准备实例和配置
注意服务器要打开7001 7002 7003 27001 27002 27003端口
要在同一台虚拟机开启3个实例,必须准备三份不同的配置文件和目录,配置文件所在目录也就是工作目录。
我们创建三个文件夹,名字分别叫s1、s2、s3:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir s1 s2 s3
如图:
然后我们在s1目录创建一个sentinel.conf文件,命令:vi s1/sentinel.conf
,添加下面的内容:【注意修改IP】
ini
port 27001
sentinel announce-ip 192.168.150.101
sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/s1"
解读:
port 27001
:是当前sentinel实例的端口sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2
:指定主节点信息mymaster
:主节点名称,自定义,任意写192.168.150.101 7001
:主节点的ip和端口2
:选举master时的quorum值
然后将s1/sentinel.conf文件拷贝到s2、s3两个目录中(在/tmp目录执行下列命令):
sh
# 方式一:逐个拷贝
cp s1/sentinel.conf s2
cp s1/sentinel.conf s3
# 方式二:管道组合命令,一键拷贝
echo s2 s3 | xargs -t -n 1 cp s1/sentinel.conf
修改s2、s3两个文件夹内的配置文件,将端口分别修改为27002、27003,工作目录修改成s2、s3:
sh
sed -i -e 's/27001/27002/g' -e 's/s1/s2/g' s2/sentinel.conf
sed -i -e 's/27001/27003/g' -e 's/s1/s3/g' s3/sentinel.conf
4.2.3 启动
为了方便查看日志,我们打开3个ssh窗口,分别启动3个redis实例,启动命令:
sh
# 第1个
redis-sentinel s1/sentinel.conf
# 第2个
redis-sentinel s2/sentinel.conf
# 第3个
redis-sentinel s3/sentinel.conf
# 一键停止三个redis-sentinel
printf '%s\n' 27001 27002 27003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
# 也可以一个一个的停止redis-sentinel
redis-cli -p 27001 shutdown
redis-cli -p 27002 shutdown
redis-cli -p 27003 shutdown
启动后:
4.2.4 测试
尝试让master节点7001宕机,查看sentinel日志:
查看27001的日志:
4.3 RedisTemplate的哨兵模式
- 在pom文件中引入redis依赖
java
<!--redis依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
- 在yml文件中配置指定sentinel【哨兵】相关信息
java
spring:
redis:
sentinel:
master: mymaster # 指定master名称
nodes: # 指定redis-sentinel集群【哨兵】名称
- 39.107.236.163:27001
- 39.107.236.163:27002
- 39.107.236.163:27003
-
配置主从分离
-
启动服务测试,插入一条数据
五、Redis分片集群
5.1 搭建分片集群
5.1.1 集群结构
分片集群需要的节点数量较多,这里我们搭建一个最小的分片集群,包含3个master节点,每个master包含一个slave节点,结构如下:
这里我们会在同一台虚拟机中开启6个redis实例,模拟分片集群,信息如下:
IP | PORT | 角色 |
---|---|---|
192.168.150.101 | 7001 | master |
192.168.150.101 | 7002 | master |
192.168.150.101 | 7003 | master |
192.168.150.101 | 8001 | slave |
192.168.150.101 | 8002 | slave |
192.168.150.101 | 8003 | slave |
5.1.2 准备实例和配置
注意服务器要打开7001 7002 7003 8001 8002 8003 27001 27002 27003 28001 28002 28003 端口
首先关闭之前的主从redis和哨兵
sh
# 关闭哨兵
printf '%s\n' 27001 27002 27003 | xar -t redis-cli -p {} shutdown
# 关闭redis主从节点
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs redis-cli -p {} shutdown
删除之前的7001、7002、7003这几个目录,重新创建出7001、7002、7003、8001、8002、8003目录:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 删除旧的,避免配置干扰
rm -rf 7001 7002 7003
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003 8001 8002 8003
在/tmp下准备一个新的redis.conf文件vi redis.conf
,内容如下:
ini
port 6379
# 开启集群功能
cluster-enabled yes
# 集群的配置文件名称,不需要我们创建,由redis自己维护
cluster-config-file /tmp/6379/nodes.conf
# 节点心跳失败的超时时间
cluster-node-timeout 5000
# 持久化文件存放目录
dir /tmp/6379
# 绑定地址
bind 0.0.0.0
# 让redis后台运行
daemonize yes
# 注册的实例ip
replica-announce-ip 192.168.150.101
# 保护模式
protected-mode no
# 数据库数量
databases 1
# 日志
logfile /tmp/6379/run.log
将这个文件拷贝到每个目录下:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 执行拷贝
echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf
修改每个目录下的redis.conf,将其中的6379修改为与所在目录一致:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 修改配置文件
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf
5.1.3 启动
一定要注意:如果是使用云服务器,一定要打开 17007 17002 17003 18001 18002 18003 端口
因为已经配置了后台启动模式,所以可以直接启动服务:
sh
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 一键启动所有服务
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf
通过ps查看状态:
sh
ps -ef | grep redis
发现服务都已经正常启动:
如果要关闭所有进程,可以执行命令:
sh
ps -ef | grep redis | awk '{print $2}' | xargs kill
或者(推荐这种方式):
sh
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
或者(还不行的话):
sh
kill -9 上面截图root后面那一串数字
5.1.4 创建集群
虽然服务启动了,但是目前每个服务之间都是独立的,没有任何关联。
我们需要执行命令来创建集群,在Redis5.0之前创建集群比较麻烦,5.0之后集群管理命令都集成到了redis-cli中。
1)Redis5.0之前
Redis5.0之前集群命令都是用redis安装包下的src/redis-trib.rb来实现的。因为redis-trib.rb是有ruby语言编写的所以需要安装ruby环境。
sh
# 安装依赖
yum -y install zlib ruby rubygems
gem install redis
然后通过命令来管理集群:
sh
# 进入redis的src目录
cd /tmp/redis-6.2.4/src
# 创建集群
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003
2)Redis5.0以后
我们使用的是Redis6.2.4版本,集群管理以及集成到了redis-cli中,格式如下:
sh
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003
命令说明:
redis-cli --cluster
或者./redis-trib.rb
:代表集群操作命令create
:代表是创建集群--replicas 1
或者--cluster-replicas 1
:指定集群中每个master的副本个数为1,此时节点总数 ÷ (replicas + 1)
得到的就是master的数量。因此节点列表中的前n个就是master,其它节点都是slave节点,随机分配到不同master
运行后的样子:
这里输入yes,则集群开始创建:
通过命令可以查看集群状态:
sh
redis-cli -p 7001 cluster nodes
5.1.5 测试
尝试连接7001节点,存储一个数据:
sh
# 连接
redis-cli -p 7001
# 存储数据
set num 123
# 读取数据
get num
# 再次存储
set a 1
结果悲剧了:
集群操作时,需要给redis-cli
加上-c
参数才可以:
sh
redis-cli -c -p 7001
这次可以了:
5.2 散列插槽
redis会将数据绑定到插槽,将插槽平均分给上述7001 7002 7003 三个主节点中,下面演示:
那么我们如何控制同一类数据在一个redis节点中?假设我们想将a与num放在同一个redis下,那么你在设置num时,如下修改即可:
总结
5.3 集群伸缩【添加、删除Redis节点】
5.3.1 添加节点
操作如下:
sh
# 记得要放开7004和17004端口
# 创建目录7004
mkdir 7004
cp redis.conf 7004
sed -i s/6379/7004/g 7004/redis.conf
# 启动服务
redis-server 7004 redis.conf
# 查看状态
ps -ef | grep redis
# 将7004加入到集群中
redis-cli --cluster add-node 192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7001
# 查看集群状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes
可见7004加入到集群中且为一个master主节点,但是还没有插槽
这里将7001的0-3000号插槽分配给7004:
sh
# 将7001的插槽重新分片
redis-cli --cluster reshard 192.168.150.101:7001
查看状态,可以看到0-3000已经分配给7004了
5.3.2 删除节点
sh
# 1.将0-3000号插槽还给7001步骤类似于上面,这里不演示了
# 2.查看帮助文档
redis-cli --cluster help
# 3.获取7004的ID
redis-cli -p 7001 cluster nodes
# 4.删除节点
redis-cli --cluster del-node 要删除节点的IP端口 要删除节点的ID
5.4 故障转移
分片集群虽然没有哨兵,但是也可以实现故障转移
5.4.1 自动故障转移
sh
# 动态查看7001状态
watch redis-cli -p 7001 cluster nodes
# 使7002宕机
redis-server 7002/redis.conf
下图可以看到7002宕机后,自动使8001成为master主节点:
5.4.2 手动故障转移
案例:操作7002使其回复称master主节点
sh
[root@iZ2ze1r1nnqykr8zfme6cjZ tmp]# redis-cli -p 7002
127.0.0.1:7002> cluster failover
OK
5.5 RedisTemplate访问分片集群
当访问http://localhost:8080/get/num
时,查看日志信息,访问的是8002从节点隶属于7001主节点,从节点执行读操作
当访问http://localhost:8080/set/num/123
时,查看日志信息,访问的是7001主节点,从而实现读写分离
,主节点执行写操作
当访问http://localhost:8080/set/a/123
时,查看日志信息,访问的是7003主节点,表明不同数据有不同的插槽