主从架构:
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特征:一个master可以拥有多个slave,一个slave只对应一个master
职责:
master:
1、写数据
2、执行写操作时,将出现变化的数据自动同步到slave
3、读数据(可忽略)
slave:
1、读数据
2、写数据(禁止)
主从复制的作用
1、读写分离:master写、slave读,提高服务器的读写负载能力
2、负载均衡:基于主从结构,配合读写分离,由slave分担master负载,并根据需求的变化,改 变slave的数量,通过多个从节点分担数据读取负载,大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量
3、故障恢复:当master出现问题时,由slave提供服务,实现快速的故障恢复
4、数据冗余:实现数据热备份,是持久化之外的一种数据冗余方式
5、高可用基石:基于主从复制,构建哨兵模式与集群,实现Redis的高可用方案
主从复制过程大概有3个阶段:
1、建立连接阶段(即准备阶段)
2、数据同步阶段
3、命令传播阶段
阶段一:建立连接阶段
建立slave到master的连接,使master能够识别slave,并保存slave端口号
slave客户端发送命令:slaveof
主从断开链接,slave客户端发送命令:slaveof no one,slave断开连接后,不会删除已有数据,只是不再接受master发送的数据
阶段二:数据同步阶段
数据同步阶段master说明
1. 如果master数据量巨大,数据同步阶段应避开流量高峰期,避免造成master阻塞,影响业务正常执行
2. 复制缓冲区大小设定不合理,会导致数据溢出。如进行全量复制周期太长,进行部分复制时发现数据已经存在丢失的情况,必须进行第二次全量复制,致使slave陷入死循环状态。
repl-backlog-size 1mb
3. master单机内存占用主机内存的比例不应过大,建议使用50%-70%的内存,留下30%-50%的内存用于执行bgsave命令和创建复制缓冲区
数据同步阶段slave说明
1. 为避免slave进行全量复制、部分复制时服务器响应阻塞或数据不同步,建议关闭此期间的对外服务 slave-serve-stale-data yes|no
2. 数据同步阶段,master发送给slave信息可以理解master是slave的一个客户端,主动向slave发送命令
3. 多个slave同时对master请求数据同步,master发送的RDB文件增多,会对带宽造成巨大冲击,如果master带宽不足,因此数据同步需要根据业务需求,适量错峰
4. slave过多时,建议调整拓扑结构,由一主多从结构变为树状结构,中间的节点既是master,也是slave。注意使用树状结构时,由于层级深度,导致深度越高的slave与最顶层master间数据同步延迟较大,数据一致性变差,应谨慎选择
阶段三:命令传播阶段
当master数据库状态被修改后,导致主从服务器数据库状态不一致,此时需要让主从数据同步到一致的状态,同步的动作称为命令传播master将接收到的数据变更命令发送给slave,slave接收命令后执行命令
命令传播阶段的部分复制
命令传播阶段出现了断网现象
网络闪断闪连 忽略
短时间网络中断 部分复制
长时间网络中断 全量复制
部分复制的三个核心要素
服务器的运行 id(run id)
主服务器的复制积压缓冲区
主从服务器的复制偏移量
服务器运行ID(runid)
概念:服务器运行ID是每一台服务器每次运行的身份识别码,一台服务器多次运行可以生成多个运行id,组成:运行id由40位字符组成,是一个随机的十六进制字符
例如:fdc9ff13b9bbaab28db42b3d50f852bb5e3fcdce
作用:运行id被用于在服务器间进行传输,识别身份,如果想两次操作均对同一台服务器进行,必须每次操作携带对应的运行id,用于对方识别
实现方式:运行id在每台服务器启动时自动生成的,master在首次连接slave时,会将自己的运行ID发送给slave,slave保存此ID,通过info Server命令,可以查看节点的runid
复制缓冲区,又名复制积压缓冲区,是一个先进先出(FIFO)的队列,用于存储服务器执行过的命令,每次传播命令,master都会将传播的命令记录下来,并存储在复制缓冲区, 复制缓冲区默认数据存储空间大小是1M,由于存储空间大小是固定的,当入队元素的数量大于队列长度时,最先入队的元素会被弹出,而新元素会被放入队列。
每台服务器启动时,如果开启有AOF或被连接成为master节点,即创建复制缓冲区。
用于保存master收到的所有指令(仅影响数据变更的指令,例如set,select)。
当master接收到主客户端的指令时,除了将指令执行,会将该指令存储到缓冲区中。
复制偏移量(offset):一个数字,描述复制缓冲区中的指令字节位置。
master复制偏移量:记录发送给所有slave的指令字节对应的位置(多个),发送一次记录一次
slave复制偏移量:记录slave接收master发送过来的指令字节对应的位置(一个),接收一次记录一次
主从复制常见问题
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