Redis高可用性解决方案

发表时间: 2023-12-09 18:26

redis最常见的保证高可用的方案有三种:主从(master-slave)模式、哨兵模式和集群。本篇文章主要介绍主从复制模式的原理。

1、什么是主从模式

Redis主从架构是一种分布式数据库架构,它包括一个主节点(Master)和一个或多个从节点(Slave)。主节点处理所有写操作,从节点负责复制主节点的数据并处理读请求。以下是主从架构的核心组件:


主节点:

主节点是Redis集群的核心,负责处理所有写操作。

客户端连接到主节点,并向其发送写请求。

主节点将写操作同步到所有连接的从节点,以保持数据一致性。

从节点:

从节点是主节点的复制品,其数据与主节点保持同步。

从节点可以处理读操作,但不允许进行写操作(只读)。

如果主节点不可用,可以将从节点提升为新的主节点。

Redis主从工作原理
如果你为master配置了一个slave,不管这个slave是否是第一次连接上Master,它都会发送一个PSYNC命令给master请求复制数据。master收到PSYNC命令后,会在后台进行数据持久化通过bgsave生成最新的rdb快照文件,持久化期间,master会继续接收客户端的请求,它会把这些可能修改数据集的请求缓存在内存中。当持久化进行完毕以后,master会把这份rdb文件数据集发送给slave,slave会把接收到的数据进行持久化生成rdb,然后再加载到内存中。然后,master再将之前缓存在内存中的命令发送给slave。
当master与slave之间的连接由于某些原因而断开时,slave能够自动重连Master,如果master收到了多个slave并发连接请求,它只会进行一次持久化,而不是一个连接一次,然后再把这一份持久化的数据发送给多个并发连接的slave。

Redis中主从节点数据同步有两种方式:全量数据同步和增量数据同步。

主从复制(全量复制)流程图:


数据部分复制:

当master和slave断开重连后,一般都会对整份数据进行复制。但从redis2.8版本开始,redis改用可以支持部分数据复制的命令PSYNC去master同步数据,slave与master能够在网络连接断开重连后只进行部分数据复制(断点续传)。
master会在其内存中创建一个复制数据用的缓存队列,缓存最近一段时间的数据,master和它所有的slave都维护了复制的数据下标offset和master的进程id,因此,当网络连接断开后,slave会请求master继续进行未完成的复制,从所记录的数据下标开始。如果master进程id变化了,或者从节点数据下标offset太旧,已经不在master的缓存队列里了,那么将会进行一次全量数据的复制。

如果有很多从节点,为了缓解主从复制风暴(多个从节点同时复制主节点导致主节点压力过大),可以做如下架构,让部分从节点与从节点(与主节点同步)同步数据


主从模式的好处

  1. 数据备份。同样的数据在多个节点都存一份,起到了备份数据的作用。
  2. 故障恢复。当master节点发生故障后,可以选择一个slave节点作为master节点继续提供服务。
  3. 读写分离,提高性能。写操作交给master,读操作交给slave。
  4. 配置简单,容易搭建。只需要在slave节点上维护master节点的地址信息就可实现。