nosql数据库 redis

一、介绍

1、redis与mysql的区别：

Redis是一种基于键值对的内存数据库，数据存储在内存中，因此读写速度非常快。它支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表等。

MySQL是一种关系型数据库，数据以表格的形式组织存储在磁盘上，通过SQL查询语言进行操作。

2、redis持久化存储化的方式：

RDB (Redis DataBase)：

在指定的时间间隔内生成数据的快照，并将快照保存到一个以.rdb为后缀的文件中，存储到磁盘上。默认开启，故障点到上一次备份之间的数据无备份

AOF (Append Only File)：

以追加日志的方式记录 redis 服务器接收到的每个写操作，在下次 redis 重新启动时，只要把这些写指令从前到后再重复执行一遍，就可以实现数据恢复。默认关闭，完整记录数据的操作指令。

3、安装：

源码：Index of /releases/

解压 Redis 源码安装包：tar -zxvf redis-5.0.0.tar.gz

进入 Redis 目录：cd redis

编译（编译前确认操作系统已经安装 gcc）如果没有安装 gcc 会报错，重新编译前需要运行：make && make install

二、redis 主从复制的实现

1、redis主从复制原理：

Redis主从复制是一种在多个Redis节点之间同步数据的机制，旨在实现数据冗余、故障恢复、负载均衡和读写分离。通过主从复制，可以在一个主节点（Master）和一个或多个从节点（Slave）组成的集群中，确保数据的一致性和系统的高可用性。

● 步骤：

① 连接与同步请求：从节点（Slave）主动与主节点（Master）建立网络连接，发送SYNC 命令，请求复制主节点的数据。

② 主节点快照：接收到同步请求后，主节点执行后台保存操作（BGSAVE），生成当前数据集的快照（RDB文件），将生成的RDB文件发送给从节点。

③ 从节点加载与重放：从节点接收并载入RDB文件，然后按照接收到的命令流顺序执行这些写操作，使得自身数据状态与主节点在快照时刻一致。

④ 增量复制：全量同步完成后，主节点持续将后续接收到的所有写命令发送给从节点。从节点实时接收并执行这些命令，保持与主节点数据的实时同步。

⑤ 心跳检测与故障恢复：从节点周期性地向主节点发送心跳（PING）以维持连接并检查主节点状态。

2、主从复制配置：

(1) 环境：

redis master：10.1.1.100

redis slave1：10.1.1.60

redis slave2：10.1.1.80

(2) 修改配置文件：

① 配置监听地址：

在所有机器上配置监听各种的ip地址：

vim /root/redis/redis.conf

bind IP #监听地址（各自写各自的IP）

daemonize yes #后台守护进程运行

② 开启从配置：

从节点上配置主节点的ip地址和端口号

(3) 查询并测试：

① 三台集机器开启redis：

cd redis

redis-server redis.conf

② 登录主服务器查看主从关系：

③ 验证主从同步：

在主节点上添加一个key，从节点上能够查询到该key的value。

三、Sentinel（哨兵）实现Redis的高可用性

1、原理：

Sentinel（哨兵）是Redis的高可用性（HA）解决方案，由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进行下线状态时，自动将某个从服务器升级为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

● 基本原理是：心跳机制+投票裁决：

① 心跳机制（Heartbeat）：Sentinel节点通过定期发送心跳（PING）命令来检测Redis主节点和从节点的运行状态。

② 主观下线（Subjective Down）：当一个Sentinel节点在一定时间内未收到某个节点（主节点或从节点）的响应时，它会将该节点标记为"主观下线"（SDOWN）。

③ 客观下线（Objective Down）：当多个Sentinel节点都报告同一个节点为"主观下线"时，该节点就被确定为"客观下线"（ODOWN）。

④ 投票裁决（Agreement Protocols）：在主节点被判定为客观下线后，Sentinel节点之间需要通过投票来决定是否执行故障转移（failover）操作，它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器，并让其他从服务器复制新的主服务器。

2、流程图：

① 正常的主从服务：

② sentinel 监控到主redis 下线：

③ 由优先级升级新主：

④ 旧主修复，作为从redis，新主照常工作：

3、sentinel 配置：

(1) 在每台机器上配置sentinel：

在主节点上配置sentinel哨兵，只需指定主机器的IP，等sentinel 服务开启，它能自己查询到主上的从redis。

cd redis

vim sentinel.conf

port 26379 #Redis Sentinel监听端口为26379，为了避免与Redis服务本身使用的默认端口（6379）冲突。

daemonize yes

sentinel monitor mymaster 10.1.1.100 6379 1 #指定主redis和投票裁决的机器数，即至少有1个sentinel节点同时判定主节点故障时，才认为其真的故障

sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 #如果联系不到节点30000毫秒，我们就认为此节点下线。

sentinel failover-timeout mymaster 180000 #设定转移主节点的目标节点的超时时长。