【redis】主从复制:单点问题、配置详解、特点详解

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单点问题

分布式系统中,涉及到一个非常关键的问题:单点问题


某个服务器程序,只有一个节点(只搞一个物理服务器,来部署这个服务器程序)。这就可能会遇到一些问题:

  1. 可用性问题。如果这个机器挂了,意味着服务就中断了
  2. 性能/支撑的并发量也是比较有限的

引入分布式系统,主要也就是为了解决上述的单点问题

什么是主从复制

在分布式系统中,往往希望有多个服务器来部署 redis 服务器,从而构成一个 redis 集群。此时就可以让这个集群给整个分布式系统重其他的服务,提供更稳定/更高效的数据存储功能

在分布式系统重,希望使用多个服务器来部署 redis,存在以下几种 redis 部署方式:

  1. 主从模式
  2. 主从+哨兵模式
  3. 集群模式

主从模式:

在若干个 redis 节点中,有的是"主节点",有的是"从节点"。假设有三个物理服务器(称为三个节点),分别部署了一个 redis-server 进程

此时就可以把其中的一个节点,作为"主节点",另外两个节点作为"从节点"。

  • 从节点得听主节点的(从节点上的数据要跟随主节点变化;从节点的数据要和主节点保持一致)
  • 本来,在主节点上保存一堆数据,引入从节点后,就是要把主节点上面的数据,复制出来放到从节点中。后续,主节点这边对于数据有任何修改,都会把这样的修改给同步到从节点
  • 从节点就是主节点的副本

redis 主从模式中,从节点上的数据不允许被修改,只能读取数据

主从模式能解决的问题

并发量有限

  • 由于从节点的数据都是时刻和主节点保持一致的,所以其他的客户端从从节点读取数据,和从主节点这里读取数据,是没有区别的
  • 后续如果有客户端来读取数据了,就可以从上述节点中,随机挑一个节点,给这个客户端提供读取数据的服务
    • 引入了更多的计算资源,自然能够支撑的并发量也就大幅提高了

可用性问题

之前只是单个 redis 服务器节点,此时这个机器挂了,整个 redis 就挂了

  • 上述这个主从结构,这些 redis 的机器不太可能"同时挂了"

但是整个机房,是否可能被一锅端了?(也是可能存在的)

  • 这个时候如果考虑到更高的可用性,就可以把这些机器放到多个不同的机房中(异地多活

  • 如果是挂掉了某个从节点,没什么影响。此时继续从主节点或者其他从节点读取数据,得到的效果完全相同

  • 如果挂掉了主节点,还是有一定影响的。从节点只能读取数据,如果需要写数据,就没得写了

    可用性是提高了,但还是没有到非常理想的程度

我们可以弄多个主节点吗?

  • 一山容不得二虎
  • 如果存在两个主节点,相互之间如何同步数据,是个麻烦事

更准确的说,主从模式,主要是针对"读操作"进行并发量&可用性的提高。而写操作的话,无论是可用性还是并发,都是非常依赖主节点,主节点又不能搞多个。实际业务场景中,读操作往往就是比写操作更加频繁

主从结构,是分布式系统中比较经典的一种结构。不仅仅 redis 支持,MySQL 也支持

配置

建立复制

配置 redis 主从结构,首先需要启动多个 redis 服务器。正常来说,每个 redis 服务器程序,应该在一个单独的主机上(才是分布式)

没有多个服务器,我们可以在一个服务器上,运行多个 redis-server 进程

  • 我们要保证 redis-server 的端口是不同的
  • 默认端口为:6379,此时就不能让新启动的 redis-server 再继续使用 6379

如何去指定 redis-server 的端口呢?

  1. 可以在启动程序的时候,通过命令行来指定端口号。-port 选项
  2. 也可以直接在配置文件中,来设定端口

通过配置文件来指定端口

此处我们准备搞一个主节点,两个从节点

  • slave1 是从节点 1,配置文件设置的 6380
  • slave2 是从节点 2,配置文件设置的 6381
  • redis 是主节点,端口为 6379
    从节点的配置文件都是复制的主节点的,只是把端口号改了。还需要把守护模式设为 yesdaemonize yes
  • 此时就可以看到启动了三个服务器(一主两从)
  • 但此时这几个节点还未构成主从结构,而是各自为政。要想成为主从结构,还需要进一步的进行配置

配置主从

要想配置成主从结构,就需要使用 slaveof

  1. 在配置文件中加入 slaveof {masterHost} {masterPort}Redis 启动生效
  2. redis-server 启动命令时加入 --slaveof {masterHost} {masterPort} 生效
  3. 直接使用 Redis 命令:slaveof {masterHost} {masterPort} 生效
    一般是使用配置文件更多,修改配置文件是一直持久生效的,重启后也能用

直接加上相关信息:

  • Redis 服务器的配置文件改完之后,要重启服务器

主从结构配置好之后,我们看一下网络状态

  • 主节点随时修改,从节点能立即感知到
  • 但是从节点不能改,只能读

查看集群结构

使用:

redis 复制代码
info replication
  • offset
    • 主节点上会收到源源不断的"修改数据"请求,从节点就需要从主节点这里同步这些修改请求
    • 从节点和主节点之间的数据同步,不是瞬间完成的
    • offset 就相当于是从节点和主节点之间,同步数据的进度
  • lag
    • 表示延迟,单位为复制日志的条目数。
  • connected slaves
    • 从节点下面还可以接从节点

断开复制

直接使用 slaveof no one 这个命令,来断开现有的主从复制关系

  • 从节点断开主从关系,它就不再从属于其他节点了,里面已经有的数据,是不会抛弃的
  • 但后续主节点再针对数据进行修改,从节点就无法再自动同步数据了

但是重启服务器之后,还是会回到之前一主两从的结构,因为配置文件里面是这样设置的

特点

安全性

对于数据比较重要的节点,主节点会通过设置 requirepass 参数进⾏密码验证,这时所有的客⼾端访问必须使⽤ auth 命令实⾏校验。

从节点与主节点的复制连接是通过⼀个特殊标识的客⼾端来完成,因此需要配置从节点的 masterauth 参数与主节点密码保持⼀致,这样从节点才可以正确地连接到主节点并发起复制流程。

只读

默认情况下,从节点使⽤ slave-read-only=yes 配置为只读模式。

由于复制只能从主节点到从节点,对于从节点的任何修改主节点都⽆法感知,修改从节点会造成主从数据不⼀致。所以建议线上不要修改从节点的只读模式。

传输延迟

主节点和从节点之间通过网络(TCP)来传输。TCP 内部支持了 nagle 算法(默认开启

  • 开启了,就会增加 TCP 的传输延迟,节省了网络带宽
  • 关闭了,就会减少 TCP 的传输延迟,增加了网络带宽
  • 目的和 TCP 的捎带应答是一样的,针对小的 TCP 数据报,进行合并,从而减少包的个数(等待合并的时候就会耗时)

repl-disable-tcp-nodelay 参数就可以用于在主从通信过程中,关闭 TCPnagle 算法,从而减少传输延迟,不过会增加网络带宽

  • 从节点更快的和主节点进行同步
  • 一般游戏开发,有其是及时性要求很高的(fpsmoba...)都要关闭 nagle 算法
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