1. Redis主从复制
主从复制，是指将一台Redis服 务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(Master)，后者称为从节点(Slave);数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。
默认情况下，每台Redis服务器都是主节点:且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。
1.1 主从复制的作用
数据冗余:主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。故障恢复:当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复:实际上是一种服务的冗余。负载均衡:在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务(即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点)，分担服务器负载:尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。高可用基石:除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。
1.2 主从复制流程
- 若启动一个slave机器进程，则它会向Master机器发送一个"syne command" 命令，请求同步连接。
- 无论是第一次连接还是重新连接，Master机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文件中(执行rdb操作)，同时Master还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
- 后台进程完成缓存操作之后，Master机器就会向Slave机器发送数据文件，Slave端机器将数据文件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着Master机器就会将修改数据的所有操作一并 发送给Slave端若Slave出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
- Master机器收到slave端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给slave端机器，如果Mater同时收到多个slave发来的同步请求，则Master会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的Slave端机器，确保所有的Slave端机器都正常。
2. 搭建Redis主从复制
2.1 实验环境
Master节点: 192.168.200.100
Slave1节点: 192.168.200.101
Slave2节点: 192.168.200.102
2.1.1 搭建主从复制
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2.1.2 安装Redis
yum install -y gcc gcc-c++ make
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
2.1.3 修改Redis 配置文件(Master节点操作)
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0 #70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定工作目录
appendonly yes #700行，开启AOF持久化功能
/etc/init.d/redis_6379 restart
2.1.4 修改Redis 配置文件(Slave节 点操作)
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0 #70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定工作目录
replicaof 192.168.200.100 6379 #288行，指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes #700行，开启AOF持久化功能
/etc/init.d/redis_6379 restart
2.1.5 验证主从效果
- 在Master节点上看日志:
tail -f /var/log/redis_6379.log
- 在Master节点上验证从节点:
redis-cli info replication
- 在master节点上创建键，在slave节点查看
3. Redis哨兵模式
- 主从切换技术的方法
当腿务器宕机后，需要手动一台从机切换为主机，这需要人工干预，不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点，就有了哨兵机制。
- 哨兵的核心功能:
在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。
3.1 哨兵模式的作用
监控:哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。自动故障转移:当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其它从节点改为复制新的主节点。通知(提醒):哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
3.1.1 哨兵结构由两部分组成
哨兵节点和数据节点:
哨兵节点:哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。数据节点:主节点和从节点都是数据节点。
3.2 故障转移机制
1. 由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息，那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了(单方面的)。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了，这样就客观下线了。
2. 当主节点出现故障，此时哨兵节点会通过Raft算法(选举算法)实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader，来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。
3. 由leader哨兵节点执行故障转移，过程如下:
将某一个从节点升级为新的主节点，让其它从节点指向新的主节点;
若原主节点恢复也变成从节点，并指向新的主节点;
通知客户端主节点已经更换。
需要特别注意的是，客观下线是主节点才有的概念:如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。
3.3 主节点的选举
1. 过滤掉不健康的(已下线的)，没有回复哨兵ping响应的从节点。
2. 选择配置文件中从节点优先级配置最高的。(replica-priority，默认值为100)
3. 选择复制偏移量最大，也就是复制最完整的从节点。
哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式
3.4 哨兵模式的缺点
写操作无法负载均衡，存储能力受到单机限制，从节点无法自动故障转移
4. 搭建Redis哨兵模式
4.1 实验环境
Master节点: 192.168.200.100
Slave1节点: 192.168.200.101
Slave2节点: 192.168.200.102
4.2 实验配置
systemctl stop firewalld
setenforce 0
4.2.1 修改Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
#17行，关闭保护模式
protected-mode no
#21行，Redis哨兵默认的监听端口
port 26379
#26行，指定sentinel为后台启动
daemonize yes
#36行，指定日志存放路径
logfile "/var/log/sentinel.log"
#65行，指定数据库存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"
#84行， 修改
sentinel monitor mymaster 192.168.200.100 6379 2
##指定该哨兵节点监控192.168.200.100:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2的含义与主节点的故障判定有关:至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000 #113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒 (30秒)
#146行，同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间(180秒 )
sentinel failover-timeout mymaster 180000
4.2.2 启动哨兵模式
先启master,再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
4.3 查看哨兵信息
redis-cli -p 26379 info Sentinel
4.4 故障模拟
- 查看redis-server进程号
ps -ef | grep redis
- 杀死Master节点上redis-server的进程号
kill -9 3018
#Master节点上redis-server的进程号
- 查看sentinel.log日志文件
tail -f /var/log/sentinel.log
5. 集群模式
集群，即Redis Cluster，是Redis 3. 0开始引入的分布式存储方案。
集群由多组节点(Npde)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点:只有主节点负责读写请求和集群信息的维护;从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。
5.1 集群的作用
5.1.1 数据分区
数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。
- 集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加;另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
- Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及;
例如，如果单机内存太大，bgsave 和 bgrewriteaof 的 fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。
5.1.2 高可用
集群支持主从复制和主节点的自动故障转移(与哨兵类似);当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。
5.2 Redis集群的数据分片
- Redis集群引入了哈希槽的概念
- Redis集群有16384个哈希槽(编号0-16383)
- 集群的每个节点负责一部分哈希槽
- 每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作
5.2.1 以3个节点组成的集群为例
节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点C包含10923到16383号哈希槽
5.3 Redis集群的主从复制模型
集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。 为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用。
6 搭建Redis群集模式
redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在同一台服务器上模拟；以端口号进行区分: 3个主节点端口1号: 6001/6002/6003， 对应的从节点端口号: 6004/6005/6006。
6.1 配置redis集群模式的工作目录
- 创建redis的工作目录
cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}
- 复制配置文件到每个集群目录
for i in {1..6}
do
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done
6.2 开启群集功能
6.2.1 修改配置文件
5个文件夹的配置文件以此类推修改，注意6个端口都要不一样。
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.0.1 #69行，注释掉bind项，默认监听所有网卡
protected-mode no #88行，修改，关闭保护模式
port 6001 #92行，修改，redis监听端口6001,
daemonize yes #136行，开启守护进程，以独立进程启动
cluster-enabled yes #832行，取消注释，开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf #840行，取消注释，群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000 #846行，取消注释群集超时时间设置
appendonly yes #700行，修改，开启AOF持久化
- 复制这文件到其余5个文件夹，并进行修改
for i in {2..6}
do
\cp -f redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done
进行修改端口和群集名称文件设置
6.2.2 启动redis节点
进入那六个文件夹，执行命令:
redis-server redis.conf，来启动redis节点
for i in {1..6}
do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
./redis-server redis.conf
done
- 查看服务启动情况
ps -ef | grep redis
6.2.3启动集群
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1
#六个实例分为三组，每组一主一从，前面的做主节点，后面的做从节点。下面交互的时候需要输入yes才可以创建。
##--replicas 1表示每个主节点有1个从节点。
6.3 测试群集
redis-cli -p 6001
#加-c参数，节点之间就可以互相跳转
127.0.0.1:6001> cluster slots
#查看节点的哈希槽编号范围
127.0.0.1:6001> cluster keyslot myname
##查看myname的哈希槽编号
- 简单测试
