Redis主從複製機制詳解 Redis有兩種不同的持久化方式，Redis伺服器通過持久化，把Redis記憶體中持久化到硬碟當中，當Redis宕機時，我們重啟Redis伺服器時，可以由RDB文件或AOF文件恢復記憶體中的數據。不過持久化後的數據仍然只在一臺機器上，因此當硬體發生故障時，比如主板或CPU壞 ...

Redis主從複製機制詳解

Redis有兩種不同的持久化方式，Redis伺服器通過持久化，把Redis記憶體中持久化到硬碟當中，當Redis宕機時，我們重啟Redis伺服器時，可以由RDB文件或AOF文件恢復記憶體中的數據。

不過持久化後的數據仍然只在一臺機器上，因此當硬體發生故障時，比如主板或CPU壞了，這時候無法重啟伺服器，有什麼辦法可以保證伺服器發生故障時數據的安全性？或者可以快速恢複數據呢？想做到這一點，我們需要再瞭解Redis另外一種機制：主從複製。

什麼是主從複製

Redis的主從複製機制是指可以讓從伺服器(slave)能精確複製主伺服器(master)的數據，如下圖所示：

上面的圖表示的是一臺master伺服器與slave伺服器的情況，其實一臺master伺服器也可以對應多台slave伺服器，如下圖所示：

另外，slave伺服器也可以有自己的slave伺服器，這樣的伺服器稱為sub-slave,而這些sub-slave通過主從複製最終數據也能與master保持一致，如下圖所示：

主從複製的方式和工作原理

Redis的主從複製是非同步複製，非同步分為兩個方面，一個是master伺服器在將數據同步到slave時是非同步的，因此master伺服器在這裡仍然可以接收其他請求，一個是slave在接收同步數據也是非同步的。

複製方式

Redis主從複製分為以下三種方式：

一、當master伺服器與slave伺服器正常連接時，master伺服器會發送數據命令流給slave伺服器,將自身數據的改變複製到slave伺服器。

二、當因為各種原因master伺服器與slave伺服器斷開後，slave伺服器在重新連上master伺服器時會嘗試重新獲取斷開後未同步的數據即部分同步，或者稱為部分複製。

三、如果無法部分同步(比如初次同步)，則會請求進行全量同步，這時master伺服器會將自己的rdb文件發送給slave伺服器進行數據同步，並記錄同步期間的其他寫入，再發送給slave伺服器，以達到完全同步的目的，這種方式稱為全量複製。

工作原理

master伺服器會記錄一個replicationId的偽隨機字元串，用於標識當前的數據集版本，還會記錄一個當數據集的偏移量offset，不管master是否有配置slave伺服器，replication Id和offset會一直記錄併成對存在，我們可以通過以下命令查看replication Id和offset：

> info repliaction
複製代碼

通過redis-cli在master或slave伺服器執行該命令會列印類似以下信息(不同伺服器數據不同，列印信息不同)：

connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=9472,lag=1
master_replid:2cbd65f847c0acd608c69f93010dcaa6dd551cee
master_repl_offset:9472
複製代碼

當master與slave正常連接時，slave使用PSYNC命令向master發送自己記錄的舊master的replication id和offset，而master會計算與slave之間的數據偏移量，並將緩衝區中的偏移數量同步到slave，此時master和slave的數據一致。

而如果slave引用的replication太舊了，master與slave之間的數據差異太大，則master與slave之間會使用全量複製的進行數據同步。

配置主從複製

Redis的主從配置非常簡單，我們可以使用兩種方式來配置主從伺服器，在這時我們先假設Redis的master伺服器地址為192.168.0.101。

客戶端發送同步命令

# 向客戶端
saveof 192.168.1.101 6379
複製代碼

slave伺服器配置主伺服器

在這裡slave伺服器的redis.conf通過saveof選項，可以指定master伺服器，如下：

slaveof 192.168.1.101 6379
複製代碼

通過上面兩種方式的配置，master伺服器與slave伺服器便已經可以開始進行數據同步了。

master要求驗證

上面配置的是master伺服器沒有設置密碼的情況，如果master設置了密碼，則可以在連接到slave伺服器的redis-cli執行下麵的命令：

# <password>指代實際的密碼
config set masterauth <password>
複製代碼

或者在slave伺服器的redis.conf中配置下麵的選項：

# <password>指代實際的密碼
masterauth <password>
複製代碼

避免slave被清空

slave會被清空？slave不用同步了master的數據嗎？備份的數據怎麼會清空了呢？

當master伺服器關閉了持久化時，如果發生故障後自動重啟時，由本地沒有保存持久化的數據，重啟的Redis記憶體數據為空，而slave會自動同步master的數據，這時候，slave伺服器的數據也會被清空。

如何避免slave被清空呢？

如果條件允許(一般都可以的)，master伺服器還是要開啟持久化，這樣master故障重啟時，可以快速恢複數據，而同步這台master的slave數據也不會被清空。

如果master不能開啟持久化，則不應該設置讓master發生故障後重啟(有些機器會配置自動重啟)，而是將某個slave伺服器升級為master伺服器，對外繼續提供服務。

slave預設為只讀的

在Redis2.6以後，slave只讀模式是預設開啟的，我們可以通過配置文件中的slave-read-only選項配置是否開啟只讀模式：

# 預設是yes
slave-read-only yes/no 
複製代碼

或者在客戶端中通過config set命令設置是否開啟只讀模式：

config set slave-read-only no
複製代碼

上面將slave伺服器設置為可以寫入，但是要註意，如果slave也配置了自己的從伺服器(sub-slave),那麼sub-slave只會同步從master伺服器同步到slave的數據，而並會同步我們直接寫入slave伺服器的數據。

主從複製中的key過期問題

我們都知道Redis可以通過設置key的過期時間來限制key的生存時間，Redis處理key過期有惰性刪除和定期刪除兩種機制，而在配置主從複製後，slave伺服器就沒有許可權處理過期的key，這樣的話，對於在master上過期的key，在slave伺服器就可能被讀取，所以master會累積過期的key，積累一定的量之後，發送del命令到slave，刪除slave上的key。

如果slave伺服器升級為master伺服器，則它將開始獨立地計算key過期時間，而不需要通過master伺服器的幫助。

主從複製的作用

保存Redis數據副本

當我們只是通過RDB或AOF把Redis的記憶體數據持久化畢竟只是在本地，並不能保證絕對的安全，而通過將數據同步slave伺服器上，可以保留多一個數據備份，更好地保證數據的安全。

讀寫分離

在配置了主從複製之後，如果master伺服器的讀寫壓力太大，可以進行讀寫分離，客戶端向master伺服器寫入數據，在讀數據時，則訪問slave伺服器，從而減輕master伺服器的訪問壓力。

高可用性與故障轉移

伺服器的高可用性是指伺服器能提供7*24小時不間斷的服務，Redis可以通過Sentinel系統管理多個Redis伺服器，當master伺服器發生故障時，Sentineal系統會根據一定的規則將某台slave伺服器升級為master伺服器,繼續提供服務，實現故障轉移，保證Redis服務不間斷。