來源：LoyaltyLu

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Redis是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支持網絡、可基于內存亦可持久化的日志型、Key-Value數據庫，并提供多種語言的API。

從2010年3月15日起，Redis的開發工作由VMware主持。從2013年5月開始，Redis的開發由Pivotal贊助。

概述

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在現有企業中80%公司大部分使用的是redis單機服務，在實際的場景當中單一節點的redis容易面臨風險。

面臨問題

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1、機器故障。我們部署到一臺 Redis 服務器，當發生機器故障時，需要遷移到另外一臺服務器并且要保證數據是同步的。而數據是最重要的，如果你不在乎，基本上也就不會使用 Redis 了。

2、容量瓶頸。當我們有需求需要擴容 Redis 內存時，從 16G 的內存升到 64G，單機肯定是滿足不了。當然，你可以重新買個 128G 的新機器。

解決辦法

要實現分布式數據庫的更大的存儲容量和承受高并發訪問量，我們會將原來集中式數據庫的數據分別存儲到其他多個網絡節點上。

Redis 為了解決這個單一節點的問題，也會把數據復制多個副本部署到其他節點上進行復制，實現 Redis的高可用，實現對數據的冗余備份，從而保證數據和服務的高可用。

主從復制

什么是主從復制

主從復制，是指將一臺Redis服務器的數據，復制到其他的Redis服務器。前者稱為主節點(master)，后者稱為從節點(slave)，數據的復制是單向的，只能由主節點到從節點。

默認情況下，每臺Redis服務器都是主節點；且一個主節點可以有多個從節點(或沒有從節點)，但一個從節點只能有一個主節點。

主從復制的作用

1、數據冗余：主從復制實現了數據的熱備份，是持久化之外的一種數據冗余方式。

2、故障恢復：當主節點出現問題時，可以由從節點提供服務，實現快速的故障恢復；實際上是一種服務的冗余。

3、負載均衡：在主從復制的基礎上，配合讀寫分離，可以由主節點提供寫服務，由從節點提供讀服務（即寫Redis數據時應用連接主節點，讀Redis數據時應用連接從節點），分擔服務器負載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個從節點分擔讀負載，可以大大提高Redis服務器的并發量。

4、讀寫分離：可以用于實現讀寫分離，主庫寫、從庫讀，讀寫分離不僅可以提高服務器的負載能力，同時可根據需求的變化，改變從庫的數量。

5、高可用基石：除了上述作用以外，主從復制還是哨兵和集群能夠實施的基礎，因此說主從復制是Redis高可用的基礎。

主從復制啟用

從節點開啟主從復制，有3種方式：

1、配置文件：在從服務器的配置文件中加入 slaveof<masterip><masterport>。

2、啟動命令：redis-server啟動命令后加入 --slaveof<masterip><masterport>。

3、客戶端命令：Redis服務器啟動后，直接通過客戶端執行命令 slaveof<masterip><masterport>，則該Redis實例成為從節點。

通過 info replication 命令可以看到復制的一些信息。

主從復制原理

主從復制過程大體可以分為3個階段：連接建立階段（即準備階段）、數據同步階段、命令傳播階段。

在從節點執行 slaveof 命令后，復制過程便開始運作，下面圖示可以看出復制過程大致分為6個過程。

主從配置之后的日志記錄也可以看出這個流程。

1、保存主節點（master）信息

執行 slaveof 后 Redis 會打印如下日志：

2、從節點與主節點建立網絡連接

從節點（slave）內部通過每秒運行的定時任務維護復制相關邏輯，當定時任務發現存在新的主節點后，會嘗試與該節點建立網絡連接。

從節點與主節點建立網絡連接。

從節點會建立一個 socket 套接字，從節點建立了一個端口為51234的套接字，專門用于接受主節點發送的復制命令。從節點連接成功后打印如下日志：

如果從節點無法建立連接，定時任務會無限重試直到連接成功或者執行 slaveofnoone 取消復制。

關于連接失敗，可以在從節點執行 info replication 查看 master_link_down_since_seconds 指標，它會記錄與主節點連接失敗的系統時間。從節點連接主節點失敗時也會每秒打印如下日志，方便發現問題：

#?Error?condition?on?socket?for?SYNC:?{socket_error_reason}

3、發送 ping 命令

連接建立成功后從節點發送 ping 請求進行首次通信， ping 請求主要目的如下：

檢測主從之間網絡套接字是否可用。

檢測主節點當前是否可接受處理命令。

如果發送 ping 命令后，從節點沒有收到主節點的 pong 回復或者超時，比如網絡超時或者主節點正在阻塞無法響應命令，從節點會斷開復制連接，下次定時任務會發起重連。

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從節點發送的 ping 命令成功返回，Redis 打印如下日志，并繼續后續復制流程：

4、權限驗證

如果主節點設置了 requirepass 參數，則需要密碼驗證，從節點必須配置 masterauth 參數保證與主節點相同的密碼才能通過驗證。如果驗證失敗復制將終止，從節點重新發起復制流程。

5、同步數據集

主從復制連接正常通信后，對于首次建立復制的場景，主節點會把持有的數據全部發送給從節點，這部分操作是耗時最長的步驟。

6、命令持續復制

當主節點把當前的數據同步給從節點后，便完成了復制的建立流程。接下來主節點會持續地把寫命令發送給從節點，保證主從數據一致性。

總結

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