1. Redis主從復(fù)制

1.1 Redis主從復(fù)制

Redis主從復(fù)制主要有兩個(gè)角色，主機(jī)（master）對(duì)外提供讀寫功能，從機(jī)（slave）對(duì)外只提供讀功能，主機(jī)定期把數(shù)據(jù)同步到從機(jī)上保證數(shù)據(jù)一致性。

Redis主機(jī)數(shù)據(jù)同步到從機(jī)上有兩種方式，一種是全量同步，另一種是增量同步。

主從復(fù)制不會(huì)阻塞master，在數(shù)據(jù)同步時(shí)，master還可以繼續(xù)處理客戶端請(qǐng)求，因?yàn)閞edis會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程來解決同步問題。

一個(gè)redis也可以是從也可以是主（樹狀主從），可以減輕主機(jī)壓力。

1.2 Redis主從配置

只需要修改從服務(wù)器上的redis.conf文件：

# slaveof 《masterip》 《masterport》

# 表示當(dāng)前【從服務(wù)器】對(duì)應(yīng)的【主服務(wù)器】的IP是192.168.10.135，端口是6379。

slaveof 192.168.10.135 6379

啟動(dòng)主服務(wù)器 redis-server redis.conf

進(jìn)入從服務(wù)器文件夾，啟動(dòng)從服務(wù)器

查看主服務(wù)器信息：redis-cli -p 6379 info Replication，可以看到有幾個(gè)從服務(wù)器

1.3 實(shí)現(xiàn)原理

redis的主從同步分為兩種，分為全量同步和增量同步。

只有從機(jī)第一次連接上主機(jī)是全量同步。

斷線重連很有可能觸發(fā)全量同步也有可能是增量同步（master判斷runid`是否一致）。

runid

每個(gè)redis服務(wù)器，不論主服務(wù)器還是從服務(wù)，都會(huì)有自己的運(yùn)行id。PSYNC runid 這個(gè)命令，runid是指上一次復(fù)制主服務(wù)器的運(yùn)行id，如果沒有保存這個(gè)id，PSYNC的命令會(huì)使用”PSYNC ？ -1” 這種形式發(fā)送給Master，請(qǐng)求主服務(wù)器進(jìn)行全量復(fù)制。

offset（復(fù)制偏移量）

主服務(wù)器和從服務(wù)器會(huì)分別維護(hù)一個(gè)復(fù)制偏移量，主服務(wù)器每次向從服務(wù)器傳播N個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)，就將自己的復(fù)制偏移量的值加上N，從服務(wù)器每次收到主服務(wù)器傳播來的N個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)，就將自己的復(fù)制偏移量值加上N。

復(fù)制積壓緩沖區(qū)

復(fù)制積壓緩沖區(qū)是由主服務(wù)器維護(hù)一個(gè)固定長(zhǎng)度（fixed-size）先進(jìn)先出（FIFO）隊(duì)列，默認(rèn)大小是1MB。它主要的作用就是當(dāng)主服務(wù)器進(jìn)行命令傳播時(shí)，不僅將命令發(fā)送給所有從服務(wù)器，還會(huì)將命令入隊(duì)到復(fù)制積壓緩沖區(qū)。如果主服務(wù)器向從服務(wù)器傳播數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生斷線，主服務(wù)器會(huì)將復(fù)制積壓緩沖區(qū)偏移量的所有數(shù)據(jù)都發(fā)送給從服務(wù)器（發(fā)送的是斷線之后的的數(shù)據(jù)）。

PSYNC執(zhí)行過程

1.Slave接受從客戶端發(fā)送過來的SLAVEOF命令。

當(dāng)前服務(wù)器判斷自己是否保存Master runid是否是第一次復(fù)制。

如果是第一次復(fù)制那么當(dāng)前服務(wù)器向Master發(fā)送PSYNC ？ -1命令，主動(dòng)請(qǐng)求Master進(jìn)行全量同步。

如果已經(jīng)父之過Master，那么當(dāng)前從服務(wù)器向Master發(fā)送PSYNC runid offset命令。

Master接收到PSYNC 命令后首先判斷runid是否和本機(jī)的id一致，如果runid和本機(jī)id不一致則返回+FULLRESYNC runid offset命令執(zhí)行全量同步操作，當(dāng)前服務(wù)器會(huì)將runid保存起來，在下次發(fā)送PSUNC時(shí)使用。

如果判斷runid和本機(jī)id一致，Master則會(huì)再次判斷offset偏移量和本機(jī)的偏移量相差有沒有超過復(fù)制積壓緩沖區(qū)大小，如果沒有那么就給Slave發(fā)送CONTINUE，此時(shí)Slave只需要等待Master傳回失去連接期間丟失的命令；

全量同步

Redis的全量同步主要分為三個(gè)階段：

同步快照階段：Master創(chuàng)建并發(fā)送快照給Slave，Slave再入快照并解析。Master同時(shí)將此階段產(chǎn)生的新的命令寫入到積壓緩沖區(qū)中。

同步寫緩沖階段：Master向Slave同步存儲(chǔ)在緩沖區(qū)的寫操作命令。

同步增量階段：Master向SLave同步寫操作命令。

增量同步

Redis增量同步主要是指Slave完成初始化開始正常工作時(shí)，Master發(fā)生的寫操作同步到Slave的過程。

通常情況下，Master沒執(zhí)行一個(gè)寫命令就會(huì)想Slave發(fā)送相同的寫命令，然后Slave接受并執(zhí)行。

2. 哨兵（sentinel）機(jī)制

2.1 哨兵機(jī)制介紹

sentinel進(jìn)程是用于監(jiān)控Redis集群中Master主服務(wù)器工作的狀態(tài)。

在Master主服務(wù)器發(fā)生故障的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)Master和Slave服務(wù)器的切換，保證系統(tǒng)的高可用。

2.2 為什么要有哨兵機(jī)制？

Redis主從復(fù)制的缺點(diǎn)：沒有辦法對(duì)master進(jìn)行動(dòng)態(tài)選舉，需要使用Sentinel機(jī)制完成動(dòng)態(tài)選舉。

2.3 哨兵的作用

監(jiān)控（Monitoring）：sentinel會(huì)不斷檢查Master和Slave是否運(yùn)行正常。

提醒（Notification）：當(dāng)被監(jiān)控的某個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)， sentinel 可以通過 API向管理員或者其他應(yīng)用程序發(fā)送通知。

自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（Automatic failover）：當(dāng)Master不能正常操作時(shí)哨兵會(huì)開始一次故障轉(zhuǎn)移。 它會(huì)將失效的Master的其中一個(gè)Slave升級(jí)為新的Master，并讓其他Slave改為復(fù)制新的Master。 當(dāng)客戶端試圖連接失效的Master時(shí)，集群會(huì)向客戶端顯示新的Master的地址。 Master和Slave切換后，Master的redis.conf、Slave的reids.conf和senisentinel的sentinel.conf配置文件的內(nèi)容都會(huì)相應(yīng)的改變，即，Master主服務(wù)器的redis.conf配置文件中會(huì)多一行slaveof的配置，sentinel.conf的監(jiān)控目標(biāo)會(huì)隨之調(diào)換。

2.4 故障判斷原理分析

每個(gè)sentinel進(jìn)程每秒鐘一次的頻率向整個(gè)集群中Master、Slave以及其它Sentinel進(jìn)程發(fā)送一個(gè)PING命令。

如果一個(gè)實(shí)例（instance）距離最后一次有效回復(fù)PING命令超過down-after-milliseconds選項(xiàng)所指定的值，這個(gè)實(shí)例會(huì)被sentinel進(jìn)程標(biāo)記為主觀下線（SDOWN）。

如果一個(gè)Master主服務(wù)器被標(biāo)記為主觀下線（SDOWN），則正在監(jiān)視這個(gè)Master主服務(wù)器的所有 Sentinel進(jìn)程要以每秒一次的頻率確認(rèn)Master主服務(wù)器的確進(jìn)入了主觀下線狀態(tài)。

當(dāng)有足夠數(shù)量的 Sentinel進(jìn)程（大于等于配置文件指定的值）在指定的時(shí)間范圍內(nèi)確認(rèn)Master主服務(wù)器進(jìn)入了主觀下線狀態(tài)（SDOWN）， 則Master主服務(wù)器會(huì)被標(biāo)記為客觀下線（ODOWN）。

在一般情況下， 每個(gè) Sentinel進(jìn)程會(huì)以每 10 秒一次的頻率向集群中的所有Master主服務(wù)器、Slave從服務(wù)器發(fā)送 INFO 命令。

當(dāng)Master主服務(wù)器被 Sentinel進(jìn)程標(biāo)記為客觀下線（ODOWN）時(shí)，Sentinel進(jìn)程向下線的 Master主服務(wù)器的所有 Slave從服務(wù)器發(fā)送 INFO 命令的頻率會(huì)從 10 秒一次改為每秒一次。

若沒有足夠數(shù)量的 Sentinel進(jìn)程同意 Master主服務(wù)器下線， Master主服務(wù)器的客觀下線狀態(tài)就會(huì)被移除。若 Master主服務(wù)器重新向 Sentinel進(jìn)程發(fā)送 PING 命令返回有效回復(fù)，Master主服務(wù)器的主觀下線狀態(tài)就會(huì)被移除。