Redis 主从，哨兵，cluster集群

概述

主从复制

主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。

主从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。

缺陷：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。

哨兵模式

在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。

缺陷：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制；哨兵无法对从节点进行自动故障转移，在读写分离场景下，从节点故障会导致读服务不可用，需要对从节点做额外的监控、切换操作。

集群模式

通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。

Redis主从复制、哨兵模式和集群模式的区别？

主从复制可以实现数据备份，对读的负载均衡，但无法自动故障恢复

哨兵模式可以实现主节点间故障自动恢复，但无法解决写的负载均衡，存储能力会受到单机限制，无法对从节点进行自动故障转移

集群模式由于是多组节点构成，可以实现写操作的负载均衡，解决了哨兵模式存储能力受到单机限制的问题

Redis 主从复制

Redis 主从复制的工作机制

slave启动后，向master发送SYNC命令，master接收到SYNC命令后通过bgsave保存快照，并使用缓冲区记录保存快照这段时间内执行的写命令
master将保存的快照文件发送给slave，并继续记录执行的写命令
slave接收到快照文件后，加载快照文件，载入数据
master快照发送完后开始向slave发送缓冲区的写命令，slave接收命令并执行，完成复制初始化
master每次执行一个写命令都会同步发送给slave保持master与slave之间数据的一致性

Redis 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。

Redis 主从复制的流程

首次同步：当从节点要进行主从复制时，它会发送一个SYNC命令给主节点。主节点收到SYNC命令后，会执行BGSAVE命令来生成RDB快照文件，并在生成期间使用缓冲区记录所有写操作。
快照传输：当主节点完成BGSAVE命令并且快照文件准备好后，将快照文件传输给从节点。主节点将快照文件发送给从节点，并且在发送过程中，主节点会继续将新的写操作缓冲到内存中。
追赶复制：当从节点收到快照文件后，会加载快照文件并应用到自己的数据集中。一旦快照文件被加载，从节点会向主节点发送一个PSYNC命令，以便获取缓冲区中未发送的写操作。
增量复制：主节点收到PSYNC命令后，会将缓冲区中未发送的写操作发送给从节点，从节点会执行这些写操作，保证与主节点的数据一致性。此时，从节点已经追赶上了主节点的状态。
同步：从节点会继续监听主节点的命令，并及时执行主节点的写操作，以保持与主节点的数据同步。主节点会定期将自己的操作发送给从节点，以便从节点保持最新的数据状态.

搭建Redis 主从复制

环境准备

Master节点：192.168.80.10
Slave1节点：192.168.80.20
Slave2节点：192.168.80.30

修改内核参数

vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 2048

安装redis

创建redis工作目录

环境变量

vim /etc/profile 

PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		#增加一行

定义systemd服务管理脚本

vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target

[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

修改 Redis 配置文件（Master节点操作）

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

bind 0.0.0.0									#87行，修改监听地址为0.0.0.0
protected-mode no								#111行，将本机访问保护模式设置no
port 6379										#138行，Redis默认的监听6379端口
daemonize yes									#309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid		#341行，指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"	#354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data						#504行，指定持久化文件所在目录
#requirepass abc123								#1037行，可选，设置redis密码
appendonly yes									#1380行，开启AOF

systemctl restart redis-server.service

修改 Redis 配置文件（Slave节点操作）

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

bind 0.0.0.0									#87行，修改监听地址为0.0.0.0
protected-mode no								#111行，将本机访问保护模式设置no
port 6379										#138行，Redis默认的监听6379端口
daemonize yes									#309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid		#341行，指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"	#354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data						#504行，指定持久化文件所在目录
#requirepass abc123								#1037行，可选，设置redis密码
appendonly yes									#1380行，开启AOF
replicaof 192.168.80.10 6379					#528行，指定要同步的Master节点IP和端口
#masterauth abc123								#535行，可选，指定Master节点的密码，仅在Master节点设置了requirepass


systemctl restart redis-server.service

验证主从效果

Redis 哨兵模式

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。

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

哨兵模式的工作流程

每个哨兵节点都会定时探测主节点、从节点以及其他哨兵节点的运行状态
当哨兵节点探测到主节点异常时，就会认为主节点主观下线
当超过指定数量的哨兵节点认为主节点主观下线，就会认为主节点主观下线
哨兵会通过raft算法推举出leader，leader负责故障的转移和通知
哨兵模式会将一个从节点提升为新的主节点，然后其他从节点会和新的主节点做主从复制
同时VIP也会漂移到新的主节点
原主节点恢复故障后会自动变成从节点，并和新的主节点做主从复制