Redis主從架構(gòu)概述

Redis主從架構(gòu)是一種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，它包括一個(gè)主節(jié)點(diǎn)（Master）和一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)（Slave）。主節(jié)點(diǎn)處理所有寫(xiě)操作，從節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)復(fù)制主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并處理讀請(qǐng)求。以下是主從架構(gòu)的核心組件：

主節(jié)點(diǎn)（Master）：

• 主節(jié)點(diǎn)是Redis集群的核心，負(fù)責(zé)處理所有寫(xiě)操作。
• 客戶端連接到主節(jié)點(diǎn)，并向其發(fā)送寫(xiě)請(qǐng)求。
• 主節(jié)點(diǎn)將寫(xiě)操作同步到所有連接的從節(jié)點(diǎn)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。

從節(jié)點(diǎn)（Slave）：

• 從節(jié)點(diǎn)是主節(jié)點(diǎn)的復(fù)制品，其數(shù)據(jù)與主節(jié)點(diǎn)保持同步。
• 從節(jié)點(diǎn)可以處理讀操作，但不允許進(jìn)行寫(xiě)操作（只讀）。
• 如果主節(jié)點(diǎn)不可用，可以將從節(jié)點(diǎn)提升為新的主節(jié)點(diǎn)。

主從同步步驟

具體步驟如下：

1、從節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身狀態(tài)，發(fā)送 psync命令給 master：

• 如果從實(shí)例從未執(zhí)行過(guò) replicaof ，則從節(jié)點(diǎn)發(fā)送 psync ? -1，代表全量，從 -1 處開(kāi)始復(fù)制。
• 如果從節(jié)點(diǎn)之前執(zhí)行過(guò) replicaof，則取當(dāng)前實(shí)例中記錄下 runID和 offset，執(zhí)行命令 psync <runID> <offset>, runID 是主節(jié)點(diǎn) runID，offset 是復(fù)制偏移量。

2、主節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的psync命令及當(dāng)前服務(wù)器狀態(tài)，決定執(zhí)行全量復(fù)制還是部分復(fù)制：

• 對(duì)比主、從節(jié)點(diǎn)的 runID 一致，且從節(jié)點(diǎn)發(fā)送 slave_repl_offset 之后的數(shù)據(jù)在 repl_backlog_buffer緩沖區(qū)中均存在（隊(duì)列是環(huán)形的，有可能被擦除重寫(xiě)了），則回復(fù) CONTINUE，代表以追加模式進(jìn)行部分復(fù)制。

• runID 與從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 runID 不同，或者從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 slave_repl_offset 之后的數(shù)據(jù)已不在主節(jié)點(diǎn)的 repl_backlog_buffer緩沖區(qū)中 (因?yàn)殛?duì)列是環(huán)形的，所以等待時(shí)間太長(zhǎng)或者有斷連的情況，有可能被擦除重寫(xiě)了)，則回復(fù)從節(jié)點(diǎn) FULLRESYNC <runid> <offset>，表示要進(jìn)行全量復(fù)制，同時(shí)記下主節(jié)點(diǎn)的 runID 和offset。日志如下：

repl_backlog_buffer：它是為了從庫(kù)斷開(kāi)之后，如何找到主從差異數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的環(huán)形緩沖區(qū)，從而避免全量復(fù)制帶來(lái)的性能開(kāi)銷(xiāo)。如果從庫(kù)斷開(kāi)時(shí)間太久，repl_backlog_buffer環(huán)形緩沖區(qū)被主庫(kù)的寫(xiě)命令覆蓋了，那么從庫(kù)連上主庫(kù)后只能乖乖地進(jìn)行一次全量復(fù)制，所以repl_backlog_buffer配置盡量大一些，可以降低主從斷開(kāi)后全量復(fù)制的概率。而在repl_backlog_buffer中找主從差異的數(shù)據(jù)后，如何發(fā)給從庫(kù)呢？這就用到了replication buffer。

replication buffer：Redis和客戶端通信也好，和從庫(kù)通信也好，Redis都需要給分配一個(gè) 內(nèi)存buffer進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，客戶端是一個(gè)client，從庫(kù)也是一個(gè)client，我們每個(gè)client連上Redis后，Redis都會(huì)分配一個(gè)client buffer，所有數(shù)據(jù)交互都是通過(guò)這個(gè)buffer進(jìn)行的：Redis先把數(shù)據(jù)寫(xiě)到這個(gè)buffer中，然后再把buffer中的數(shù)據(jù)發(fā)到client socket中再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，這樣就完成了數(shù)據(jù)交互。所以主從在增量同步時(shí)，從庫(kù)作為一個(gè)client，也會(huì)分配一個(gè)buffer，只不過(guò)這個(gè)buffer專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳播用戶的寫(xiě)命令到從庫(kù)，保證主從數(shù)據(jù)一致，我們通常把它叫做replication buffer。

repl_backlog_size環(huán)形緩沖區(qū)寫(xiě)滿之后，從庫(kù)是會(huì)丟失掉那部分被覆蓋掉的數(shù)據(jù)，還是直接進(jìn)行全量復(fù)制

• 一個(gè)從庫(kù)如果和主庫(kù)斷連時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成它在主庫(kù)repl_backlog_buffer的slave_repl_offset位置上的數(shù)據(jù)已經(jīng)被覆蓋掉了，此時(shí)從庫(kù)和主庫(kù)間將進(jìn)行全量復(fù)制。
• 每個(gè)從庫(kù)會(huì)記錄自己的slave_repl_offset，每個(gè)從庫(kù)的復(fù)制進(jìn)度也不一定相同。在和主庫(kù)重連進(jìn)行恢復(fù)時(shí)，從庫(kù)會(huì)通過(guò)psync命令把自己記錄的slave_repl_offset發(fā)給主庫(kù)，主庫(kù)會(huì)根據(jù)從庫(kù)各自的復(fù)制進(jìn)度，來(lái)決定這個(gè)從庫(kù)可以進(jìn)行增量復(fù)制，還是全量復(fù)制。

主從架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

Redis主從架構(gòu)具有多個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：

• 高可用性：通過(guò)故障轉(zhuǎn)移機(jī)制，Redis主從架構(gòu)提供了高可用性。如果主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，可以快速切換到一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，幾乎沒(méi)有停機(jī)時(shí)間。

• 讀寫(xiě)分離：Redis主從架構(gòu)允許從節(jié)點(diǎn)處理讀操作，從而減輕了主節(jié)點(diǎn)的讀負(fù)載，提高了整體性能。

• 數(shù)據(jù)冗余：從節(jié)點(diǎn)是主節(jié)點(diǎn)的復(fù)制，提供了數(shù)據(jù)冗余。即使主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，數(shù)據(jù)仍然可用。

• 靈活性：可以根據(jù)需要擴(kuò)展從節(jié)點(diǎn)，以處理更多的讀請(qǐng)求，從而提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

如何搭建Redis主從架構(gòu)

本地搭建可以參考：Docker Compose搭建Redis主從復(fù)制環(huán)境的實(shí)現(xiàn)步驟_docker_腳本之家 (jb51.net)

要搭建Redis主從架構(gòu)，需要執(zhí)行以下步驟：

• 安裝和配置Redis：在主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)上安裝Redis，并配置它們的redis.conf文件，確保允許數(shù)據(jù)復(fù)制。

• 啟動(dòng)主節(jié)點(diǎn)：首先啟動(dòng)主節(jié)點(diǎn)，確保其正常運(yùn)行。

• 啟動(dòng)從節(jié)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)從節(jié)點(diǎn)，并在配置文件中指定主節(jié)點(diǎn)的IP地址和端口。這個(gè)跟MySQL很類(lèi)似。

replicaof <masterip> <masterport>

• 數(shù)據(jù)同步：從節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)連接到主節(jié)點(diǎn)并請(qǐng)求數(shù)據(jù)復(fù)制。可以使用INFO replication命令檢查復(fù)制狀態(tài)。

• 測(cè)試和監(jiān)控：驗(yàn)證主從架構(gòu)是否正常工作，監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的性能和狀態(tài)。

結(jié)論

Redis主從架構(gòu)是一種強(qiáng)大的架構(gòu)模式，可用于提高Redis數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性、性能和可擴(kuò)展性。它通過(guò)將寫(xiě)操作集中在主節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)允許多個(gè)從節(jié)點(diǎn)處理讀操作，為應(yīng)對(duì)高負(fù)載和故障提供了解決方案。通過(guò)了解Redis主從架構(gòu)的工作原理和配置方法，可以更好地利用Redis來(lái)構(gòu)建強(qiáng)大的應(yīng)用程序和服務(wù)。

以上就是一文帶你深入理解Redis的主從架構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis主從架構(gòu)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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