Redis主从架构机制是什么，考考你对Redis理解深度

Redis主从架构机制是什么，考考你对Redis理解深度

Redis主从架构

单机的redis，能够承载的QPS大概就在上万到几万不等。对于缓存来说，一般都是用来支撑读高并发的。因此架构做成主从(master-slave)架构，一主多从，主负责写，并且将数据复制到其它的奴隶节点，从节点负责读。所有的读请求全部走从节点。这样也可以很轻松实现水平扩容，支撑读高并发。

redis replication - >主从架构 - >读写分离 - >水平扩容支撑读高并发

redis replication的核心机制

redis采用异步方式复制数据到slave节点，不过redis2.8开始，slave node会周期性地确认自己每次复制的数据量;一个主节点是可以配置多个slave node的;slave node也可以连接其他的slave节点;slave node做复制的时候，不会阻塞主节点的正常工作;奴隶节点在做复制的时候，也不会阻止对自己的查询操作，它会用旧的数据集来提供服务;但是复制完成的时候，需要删除旧数据集，加载新数据集，这个时候就会暂停对外服务了;slave node主要用来进行横向扩容，做读写分离，扩展的slave node可以提高读的吞吐量。

注意，如果采用了主从架构，那么建议必须开启主节点的持久化，不建议用从节点作为主节点的数据热备，因为那样的话，如果你关掉master的持久化，可能在主宕机重启的时候数据是空的，然后可能一经过复制，slave node的数据也丢了。

另外，master的各种备份方案，也需要做。万一本地的所有文件丢失了，从备份中挑选一份rdb去恢复master，这样才能确保启动的时候，是有数据的，即使采用了后续讲解的高可用机制，slave node可以自动接管master node，但也可能sentinel还没检测到master failure，master node就自动重启了，还是可能导致上面所有的slave node数据被清空。

redis主从复制的核心原理

当启动一个slave node的时候，它会发送一个PSYNC命令给主节点。

如果这是奴隶节点初次连接到主节点，那么会触发一次full resynchronization全量复制。此时主会启动一个后台线程，开始生成RDB一份快照文件，同时还会将从客户端客户端新收到的所有写命令缓存在内存中。RDB文件生成完毕后，master会将这个RDB发送给slave，slave会先写入本地磁盘，然后再从本地磁盘加载到内存中，接着master会将内存中缓存的写命令发送到slave，slave也会同步这些数据.slave node如果跟主节点有网络故障，断开了连接，会自动重连，连接之后主节点仅会复制给奴隶部分缺少的数据。

主从复制的断点续传

从redis2.8开始，就支持主从复制的断点续传，如果主从复制过程中，网络连接断掉了，那么可以接着上次复制的地方，继续复制下去，而不是从头开始复制一份。

主节点会在内存中维护一个backlog，master和slave都会保存一个副本偏移还有一个主运行id，offset就是保存在backlog中的。如果master和slave网络连接断掉了，slave会让master从上次replica offset开始继续复制，如果没有找到对应的offset，那么就会执行一次resynchronization。

如果根据host + ip定位主节点，是不靠谱的，如果主节点重启或者数据出现了变化，那么slave node应该根据不同的运行id区分。

无磁盘化复制

master在内存中直接创建RDB，然后发送给slave，不会在自己本地落地磁盘了。只需要在配置文件中开启repl-diskless-sync yes即可。

repl-diskless-sync yes#等待5s后再开始复制，因为要等更多slave重新连接过来 repl-diskless-sync-delay 5

过期关键处理

slave不会过期密钥，只会等待master过期密钥。如果master过期了一个密钥，或者通过LRU淘汰了一个密钥，那么会模拟一条del命令发送给slave。

复制的完整流程

slave node启动时，会在自己本地保存master node的信息，包括主节点的host和ip，但是复制流程没开始。

slave node内部有个定时任务，每秒检查是否有新的主节点要连接和复制，如果发现，就跟主节点建立socket网络连接。然后slave节点发送ping命令给主节点。如果master设置了requirepass，那么slave node必须发送masterauth的口令过去进行认证.master node ***次执行全量复制，将所有数据发给slave node。而在后续，master node持续将写命令，异步复制给slave node。

全量复制

master执行bgsave，在本地生成一份rdb快照文件。

主节点将rdb快照文件发送给从节点，如果rdb复制时间超过60秒(repl-timeout)，那么slave节点就会认为复制失败，可以适当调大这个参数(对于千兆网卡的机器，一般每秒传输100MB，6G文件，很可能超过60s)

主节点在生成rdb时，会将所有新的写命令缓存在内存中，在从节点保存了rdb之后，再将新的写命令复制给从节点。

如果在复制期间，内存缓冲区持续消耗超过64MB，或者一次性超过256MB，那么停止复制，复制失败。

client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60

slave node接收到rdb之后，清空自己的旧数据，然后重新加载rdb到自己的内存中，同时基于旧的数据版本对外提供服务。

如果slave node开启了AOF，那么会立即执行BGREWRITEAOF，重写AOF。

增量复制

如果全量复制过程中，master-slave网络连接断掉，那么奴隶重新连接master时，会触发增量复制。

master直接从自己的backlog中获取部分丢失的数据，发送给slave node，默认backlog就是1MB。

msater就是根据slave发送的psync中的offset来自backlog中获取数据的。

心跳

主从节点互相都会发送心跳信息。

master默认每隔10秒发送一次heartbeat，slave node每隔1秒发送一个heartbeat。

异步复制

master每次接收到写命令之后，先在内部写入数据，然后异步发送给从属节点。

redis如何才能做到高可用

如果系统在365天内，有99.99%的时间，都是可以哗哗对外提供服务的，那么就说系统是高可用的。

一个奴隶挂掉了，是不会影响可用性的，还有其它的奴隶在提供相同数据下的相同的对外的查询服务。

但是，如果主节点死掉了，会怎么样?没法写数据了，写缓存的时候，全部失效了.slave node还有什么用呢，没有master给它们复制数据了，系统相当于不可用了。

redis的高可用架构，叫做failover 故障转移，也可以叫做主备切换。

主节点在故障时，自动检测，并且将某个从节点自动切换位主节点的过程，叫做主备切换。这个过程，实现了redis的主从架构下的高可用。

后面会详细说明redis 基于哨兵的高可用性。

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