06-Redis 主从复制、集群

主从复制

主机数据更新后根据配置和策略， 自动同步到备机的 master/slaver 机制，Master 以写为主，Slave 以读为主，主从复制节点间数据是全量的。

作用：

读写分离，性能扩展

容灾快速恢复

复制原理

Slave 启动成功连接到 master 后会发送一个 sync 命令；

Master 接到命令启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之后，master 将传送整个数据文件到 slave，以完成一次完全同步。

全量复制：slave 服务器在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。

增量复制：Master 继续将新的所有收集到的修改命令依次传给 slave，完成同步。

但是只要是重新连接 master，一次完全同步（全量复制) 将被自动执行。

哨兵模式 (sentinel)

反客为主：当一个 master 宕机后，后面的 slave 可以立刻升为 master，其后面的 slave 不用做任何修改。用 slaveof no one 指令将从机变为主机。而哨兵模式是反客为主的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。

当主机挂掉，从机选举产生新的主机

哪个从机会被选举为主机呢？根据优先级别：slave-priority 。

原主机重启后会变为从机。

复制延时

由于所有的写操作都是先在 Master 上操作，然后同步更新到 Slave 上，所以从 Master 同步到 Slave 机器有一定的延迟，当系统很繁忙的时

候，延迟问题会更加严重，Slave 机器数量的增加也会使这个问题更加严重。

故障恢复

优先级：在 redis.conf 中默认 slave-priority 100，值越小优先级越高。

偏移量：指获得原主机数据最全的概率。

runid：每个 redis 实例启动后都会随机生成一个 40 位的 runid。

Redis 集群（cluster 模式）

Redis 集群（包括很多小集群）实现了对 Redis 的水平扩容，即启动 N 个 redis 节点，将整个数据库分布存储在这 N 个节点中，每个节点存储总数据的 1/N，即一个小集群存储 1/N 的数据，每个小集群里面维护好自己的 1/N 的数据。

Redis 集群通过分区（partition）来提供一定程度的可用性（availability）： 即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯， 集群也可以继续处理命令请求。

该模式的 redis 集群特点是：分治、分片。

问题

容量不够，redis 如何进行扩容？

并发写操作， redis 如何分摊？

另外，主从模式，薪火相传模式，主机宕机，导致 ip 地址发生变化，应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息。

之前通过代理主机来解决，但是 redis3.0 中提供了解决方案。就是无中心化集群配置。

集群连接

普通方式登录：可能直接进入读主机，存储数据时，会出现 MOVED 重定向操作，所以，应该以集群方式登录。

集群登录：redis-cli -c -p 6379 采用集群策略连接，设置数据会自动切换到相应的写主机.

redis cluster 如何分配这六个节点？
一个集群至少要有三个主节点。
选项 –cluster-replicas 1 ：表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点。
分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的 IP 地址，每个从库和主库不在一个 IP 地址上。

什么是 slots

一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot），数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个。集群使用公式 CRC16 (key) % 16384 来计算键 key 属于哪个槽， 其中 CRC16 (key) 语句用于计算键 key 的 CRC16 校验和 。

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举个例子， 如果一个集群可以有主节点， 其中：

节点 A 负责处理 0 号至 5460 号插槽。
节点 B 负责处理 5461 号至 10922 号插槽。
节点 C 负责处理 10923 号至 16383 号插槽。
在集群中录入值
在 redis-cli 每次录入、查询键值，redis 都会计算出该 key 应该送往的插槽，如果不是该客户端对应服务器的插槽，redis 会报错，并告知应前往的 redis 实例地址和端口。

redis-cli 客户端提供了 –c 参数实现自动重定向。如 redis-cli -c –p 6379 登入后，再录入、查询键值对可以自动重定向。不在一个 slot 下的键值，是不能使用 mget,mset 等多键操作。

故障恢复
如果主节点下线？从节点能否自动升为主节点？注意：15 秒超时

主节点恢复后，主从关系会如何？主节点回来变成从机。

如果所有某一段插槽的主从节点都宕掉，redis 服务是否还能继续？

如果某一段插槽的主从都挂掉，而 cluster-require-full-coverage 为 yes ，那么整个集群都挂掉。

如果某一段插槽的主从都挂掉，而 cluster-require-full-coverage 为 no ，那么，该插槽数据全都不能使用，也无法存储。

Redis 集群优点

实现扩容

分摊压力

无中心配置相对简单

Redis 集群不足
多键操作是不被支持的。

多键的 Redis 事务是不被支持的，lua 脚本不被支持。

由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至 redis cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。