Redis持久化、主从与哨兵架构

喝酸奶舔盖盖
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RDB快照（snapshot）

## RDB快照（snapshot）

  • 在默认情况下， Redis 将内存数据库快照保存在名字为 dump.rdb 的二进制文件中。 你可以对 Redis 进行设置， 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时， 自动保存一次 数据集。 比如说， 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时， 自动保存一次
  • 数据集： # save 60 1000 //关闭RDB只需要将所有的save保存策略注释掉即可
  • 还可以手动执行命令生成RDB快照，进入redis客户端执行命令save或bgsave可以生成dump.rdb文件， 每次命令执行都会将所有redis内存快照到一个新的rdb文件里，并覆盖原有rdb快照文件。

**bgsave的写时复制(COW)机制 **

  • Redis 借助操作系统提供的写时复制技术（Copy-On-Write, COW），在生成快照的同时，依然可以正常 处理写命令。简单来说，bgsave 子进程是由主线程 fork 生成的，可以共享主线程的所有内存数据。 bgsave 子进程运行后，开始读取主线程的内存数据，并把它们写入 RDB 文件。此时，如果主线程对这些 数据也都是读操作，那么，主线程和 bgsave 子进程相互不影响。但是，如果主线程要修改一块数据，那 么，这块数据就会被复制一份，生成该数据的副本。然后，bgsave 子进程会把这个副本数据写入 RDB 文 件，而在这个过程中，主线程仍然可以直接修改原来的数据。

AOF（append-only file）

快照功能并不是非常耐久（durable）： 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机， 那么服务器将丢失 最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。从 1.1 版本开始， Redis 增加了一种完全耐久的持久化方 式： AOF 持久化，将修改的每一条指令记录进文件appendonly.aof中(先写入os cache，每隔一段时间 fsync到磁盘)

    • 比如执行命令“set zhuge 666”，aof文件里会记录如下数据 image.png
  • 这是一种resp协议格式数据，星号后面的数字代表命令有多少个参数，$号后面的数字代表这个参数有几个字符

AOF重写

  • AOF文件里可能有太多没用指令，所以AOF会定期根据内存的最新数据生成aof文件
  • 如下两个配置可以控制AOF自动重写频率
  1. #auto‐aof‐rewrite‐min‐size 64mb //aof文件至少要达到64M才会自动重写，文件太小恢复速度本来就 很快，重写的意义不大
  2. #auto‐aof‐rewrite‐percentage 100 //aof文件自上一次重写后文件大小增长了100%则再次触发重写
  • 当然AOF还可以手动重写，进入redis客户端执行命令bgrewriteaof重写AOF 注意，AOF重写redis会fork出一个子进程去做(与bgsave命令类似)，不会对redis正常命令处理有太多 影响

RDB 和 AOF ，我应该用哪一个？

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Redis 4.0 混合持久化

  • 重启 Redis 时，我们很少使用 RDB来恢复内存状态，因为会丢失大量数据。我们通常使用 AOF 日志重 放，但是重放 AOF 日志性能相对 RDB来说要慢很多，这样在 Redis 实例很大的情况下，启动需要花费很 长的时间。 Redis 4.0 为了解决这个问题，带来了一个新的持久化选项——混合持久化。
  • 通过如下配置可以开启混合持久化(必须先开启aof)：
  • #aof‐use‐rdb‐preamble yes
  • 如果开启了混合持久化，AOF在重写时，不再是单纯将内存数据转换为RESP命令写入AOF文件，而是将 重写这一刻之前的内存做RDB快照处理，并且将RDB快照内容和增量的AOF修改内存数据的命令存在一 起，都写入新的AOF文件，新的文件一开始不叫appendonly.aof，等到重写完新的AOF文件才会进行改 名，覆盖原有的AOF文件，完成新旧两个AOF文件的替换。 于是在 Redis 重启的时候，可以先加载 RDB 的内容，然后再重放增量 AOF 日志就可以完全替代之前的 AOF 全量文件重放，因此重启效率大幅得到提升。
  • 混合持久化AOF文件结构如下

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Redis数据备份策略：

  1. 写crontab定时调度脚本，每小时都copy一份rdb或aof的备份到一个目录中去，仅仅保留最近48 小时的备份
  2. 每天都保留一份当日的数据备份到一个目录中去，可以保留最近1个月的备份
  3. 每次copy备份的时候，都把太旧的备份给删了
  4. 每天晚上将当前机器上的备份复制一份到其他机器上，以防机器损坏

Redis主从架构

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redis主从架构搭建，配置从节点步骤：

  1. 复制一份redis.conf文件
  2. 将相关配置修改为如下值：
  • port 6380
  • pidfile /var/run/redis_6380.pid #把pid进程号写入pidfile配置的文件
  • logfile "6380.log"
  • dir /usr/local/redis‐5.0.3/data/6380 #指定数据存放目录
  • #需要注释掉bind
  • #bind 127.0.0.1（bind绑定的是自己机器网卡的ip，如果有多块网卡可以配多个ip，代表允许客户端通 过机器的哪些网卡ip去访问，内网一般可以不配置bind，注释掉即可）
  1. 配置主从复制
  • replicaof 192.168.0.60 6379 #从本机6379的redis实例复制数据，Redis 5.0之前使用slaveof
  • replica‐read‐only yes #配置从节点只读
  1. 启动从节点
  • redis‐server redis.conf
  1. 连接从节点
  • redis‐cli ‐p 6380
  1. 测试在6379实例上写数据，6380实例是否能及时同步新修改数据
  2. 可以自己再配置一个6381的从节点

Redis主从工作原理

  • 如果你为master配置了一个slave，不管这个slave是否是第一次连接上Master，它都会发送一个PSYNC 命令给master请求复制数据。 master收到PSYNC命令后，会在后台进行数据持久化通过bgsave生成最新的rdb快照文件，持久化期 间，master会继续接收客户端的请求，它会把这些可能修改数据集的请求缓存在内存中。当持久化进行完 毕以后，master会把这份rdb文件数据集发送给slave，slave会把接收到的数据进行持久化生成rdb，然后 再加载到内存中。然后，master再将之前缓存在内存中的命令发送给slave。 当master与slave之间的连接由于某些原因而断开时，slave能够自动重连Master，如果master收到了多 个slave并发连接请求，它只会进行一次持久化，而不是一个连接一次，然后再把这一份持久化的数据发送 给多个并发连接的slave。

主从复制(全量复制)流程图：

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数据部分复制

  • 当master和slave断开重连后，一般都会对整份数据进行复制。但从redis2.8版本开始，redis改用可以支 持部分数据复制的命令PSYNC去master同步数据，slave与master能够在网络连接断开重连后只进行部分 数据复制(断点续传)。 master会在其内存中创建一个复制数据用的缓存队列，缓存最近一段时间的数据，master和它所有的 slave都维护了复制的数据下标offset和master的进程id，因此，当网络连接断开后，slave会请求master 继续进行未完成的复制，从所记录的数据下标开始。如果master进程id变化了，或者从节点数据下标 offset太旧，已经不在master的缓存队列里了，那么将会进行一次全量数据的复制。

主从复制(部分复制，断点续传)流程图:

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  • 如果有很多从节点，为了缓解主从复制风暴(多个从节点同时复制主节点导致主节点压力过大)，可以做如 下架构，让部分从节点与从节点(与主节点同步)同步数据

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Redis哨兵高可用架构

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  • sentinel哨兵是特殊的redis服务，不提供读写服务，主要用来监控redis实例节点。 哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点，后续就直接访问redis的主节点，不会每次都通过 sentinel代理访问redis的主节点，当redis的主节点发生变化，哨兵会第一时间感知到，并且将新的redis 主节点通知给client端(这里面redis的client端一般都实现了订阅功能，订阅sentinel发布的节点变动消息)

redis哨兵架构搭建步骤：

  1. 复制一份sentinel.conf文件
  • cp sentinel.conf sentinel‐26379.conf
  1. 将相关配置修改为如下值：
  • port 26379
  • daemonize yes
  • pidfile "/var/run/redis‐sentinel‐26379.pid"
  • logfile "26379.log"
  • dir "/usr/local/redis‐5.0.3/data"
  • #sentinel monitor <master‐redis‐name> <master‐redis‐ip> <master‐redis‐port>
  • #quorum是一个数字，指明当有多少个sentinel认为一个master失效时(值一般为：sentinel总数/2 +1)，master才算真正失效
  • sentinel monitor mymaster 192.168.0.60 6379 2 # mymaster这个名字随便取，客户端访问时会用到
  1. 启动sentinel哨兵实例
  • src/redis‐sentinel sentinel‐26379.conf
  1. 查看sentinel的info信息
  • src/redis‐cli ‐p 26379
  • 127.0.0.1:26379>info
  • 可以看到Sentinel的info里已经识别出了redis的主从
  1. 可以自己再配置两个sentinel，端口26380和26381，注意上述配置文件里的对应数字都要修改
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