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背景
单节点服务器的问题问题:
- 可用性:如果这个机器挂了,意味着服务就中断了.
- 性能:支持的并发量也是比较有限的.
解决思路:引入分布式系统
- 分布式系统中,往往需要多个服务器来部署 redis 服务,从而构成 redis 集群
- 此时就可以让这个集群给整个分布式系统中的其他服务,提供更稳定 / 更高效的数据存储功能.
主从复制
- 主从复制是一种数据同步机制,用于在数据库之间实现数据的自动复制。
- 在主从复制中,一个数据库(主数据库)被定义为主节点,负责接收和处理所有的写操作;
- 而其他的数据库(从数据库)被定义为从节点,负责接收和复制主节点的数据更新。
- 如果是挂掉了某一个从节点,没什么影响,此时继续从主节点或者其他从节点读取数据,效果是完全一样的.
- 如果改掉的是主节点,是有一定影响的,因为主节点还负责 "写数据"
主从复制的工作流程
- 主节点接收到一个写操作。
- 主节点将该写操作记录到其日志文件(二进制日志)中。
- 通过网络,主节点将该写操作发送给所有的从节点。
- 从节点收到该写操作后,将其记录到其日志文件(中继日志)中。
- 从节点执行该写操作,并将执行结果返回给主节点。
- 主节点将该写操作及执行结果记录到其日志文件中。
- 从节点将执行结果发送给客户端。
通过主从复制,可以实现以下几个目的:
- 提高数据库的读性能:从节点可以处理读操作,减轻主节点的负载。
- 提高数据库的可用性:当主节点发生故障时,可以快速切换到从节点,保证系统的正常运行。
- 数据备份:从节点可以作为主节点的备份,以防止数据丢失。
需要注意的是,主从复制只能实现数据的单向复制,即主节点到从节点的复制。如果希望实现数据的双向同步,可以使用主主复制机制。
主从复制的优点
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提高读性能:主从复制可以将读操作分发到从节点上进行处理,减轻主节点的读负载。通过增加从节点的数量,可以进一步扩展读吞吐量,提升系统的性能。
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提高可用性:主从复制可以保证数据库的高可用性。当主节点发生故障时,可以将其中一个从节点提升为新的主节点,使系统继续正常运行而不会中断。
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数据备份:从节点可以用作主节点的备份,保证数据的安全性。主节点的数据变更会被同步到从节点,从而实现数据的备份和恢复。
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负载均衡:通过将读操作和写操作分离到不同的节点上处理,主从复制可以将负载分摊到多个节点上,提高系统的整体性能和吞吐量。
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地理冗余:主从复制还可以用于实现地理冗余。通过将主节点和从节点部署在不同的地理位置上,可以保证在某个地区发生网络故障或自然灾害时,其他地区的节点可以继续提供服务。
配置 redis 主从结构
- 配置 redis 主从结构,需要启动多个 redis 服务器,分配在一个个单独的主机上(分布式),这里使用一台设备来模拟主从结构
- redis-server 的端口是 6379 ,此时就不能让其他节点启动时也用 6379 了,我们有一下两种方式来指定 redis-server 的端口号:
- 启动程序时,通过命令的方式来指定端口号(--port 选项)
- 直接在配置文件中,来设定端口(推荐,因为修改配置文件,是持久有效的).
复制配置文件,修改
- 主节点的配置不变,只需要修改从节点的配置即可,因此我们只需要复制两份主节点的配置文件,并修改这两份文件的端口和后台运行方式即可.
配置主从结构
- 在两个配置文件末尾加 slaveof 配置主从结构(绑定父节点为 6379 端口).
启动 redis 服务
- 通过 redis-server 命令来启动刚刚配置好的这两个节点.
备注
如果 redis 服务启动后修改了配置文件就需要重启才能起效。
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如果是通过 redis-server 启动服务器,就必须搭配 kill 命令来停止.
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如果是通过 service redis-server start 启动服务器,必须搭配 service redis-server stop 来停止.
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如果使用 kill 命令停止 service redis-server start ,这个 redis-server 进程会自动启动.
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通过 netstat -anp 命令就可以查看从节点和主节点的绑定情况
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在复制两个会话,启动两个从节点的 redis 客户端,此时 redis 从节点上就只能读数据,不能写入数据了
查看复制状态
- 在 redis 客户端,通过 info replication 就可以查看当前节点的复制状态了.
- 在复制两个会话,启动两个从节点的 redis 客户端,此时 redis 从节点上就只能读数据,不能写入数据了
- 值得注意的是,从节点和主节点之间的数据同步,不是瞬间完成的,并且同时主节点上也会 "源源不断" 的收到其他 "修改数据" 的请求
- 因此这个时候就需要使用 offset 来记录当前主节点和从节点的数据同步情况,当 从节点 的 offset 等于 主节点的 offset 时,表明此时数据完全一致.