Redis-主从集群

2024-09-08 11:04
文章标签 集群 redis 主从

本文主要是介绍Redis-主从集群,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

主从架构

单节点Redis的并发能力是有上限的,要进一步提高Redis的并发能力,就需要搭建主从集群,实现读写分离。

主从数据同步原理

全量同步

主从第一次建立连接时,会执行全量同步,将master节点的所有数据都拷贝给slave节点,流程:

  • 判断是否是第一次同步,如果是,返回版本信息(replication id 和offset),将salve节点的版本信息变为master的,随后进行全量同步,全量同步,即为进行bgsave命令进行异步生成RDB快照并发送给salve节点,此时主从数据已经基本一致。在生成rdb快照过程中,主进程还在接受写操作,这些写操作会进入repl_baklog缓冲区,最后把这些写命令也发送给slave节点,就完成了主从数据的一致。

判断第一次同步  

上述过程有一个问题,主从第一次同步时,怎么判断是不是第一次同步?判断依据:

  • Replication Id:简称replid,是数据集的标记,id一致则说明是同一数据集。每一个master都有唯一的replid,slave则会继承master节点的replid

  • offset:偏移量,随着记录在repl_baklog中的数据增多而逐渐增大。slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset,说明slave数据落后于master,需要更新。

因此slave做数据同步,必须向master声明自己的replication id 和offset,master才可以判断到底需要同步哪些数据。因为slave原本也是一个master,有自己的replid和offset,(宕机重启后)当第一次变成slave,与master建立连接时,发送的replid和offset是自己的replid和offset。master判断发现slave发送来的replid与自己的不一致,说明这是一个全新的slave,就知道要做全量同步了。master会将自己的replid和offset都发送给这个slave,slave保存这些信息。以后slave的replid就与master一致了。因此,master判断一个节点是否是第一次同步的依据,就是看replid是否一致

完整流程描述:

  • slave节点请求增量同步

  • master节点判断replid,发现不一致,拒绝增量同步

  • master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave

  • slave清空本地数据,加载master的RDB

  • master将RDB期间的命令记录在repl_baklog,并持续将log中的命令发送给slave

  • slave执行接收到的命令,保持与master之间的同步

增量同步

全量同步需要先做RDB,然后将RDB文件通过网络传输个slave,成本太高了。因此除了第一次做全量同步,其它大多数时候slave与master都是做增量同步

什么是增量同步?就是只更新slave与master存在差异的部分数据。即只用更新offset后的命令即可,offset之后的命令就是主从之间的数据差异,只更新这部分即可。

repl_backlog原理

master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?这就要说到全量同步时的repl_baklog文件了。

这个文件是一个固定大小的数组,只不过数组是环形,也就是说角标到达数组末尾后,会再次从0开始读写,这样数组头部的数据就会被覆盖。repl_baklog中会记录Redis处理过的命令日志及offset,包括master当前的offset,和slave已经拷贝到的offset;即主从之间的offset差就是要同步到从节点的数据

slave与master的offset之间的差异,就是salve需要增量拷贝的数据了。

随着不断有数据写入,master的offset逐渐变大,slave也不断的拷贝,追赶master的offset:

 

直到数组被填满:

此时,如果有新的数据写入,就会覆盖数组中的旧数据。不过,旧的数据只要是绿色的,说明是已经被同步到slave的数据,即便被覆盖了也没什么影响。因为未同步的仅仅是红色部分。

但是,如果slave出现网络阻塞,导致master的offset远远超过了slave的offset,

 如果master继续写入新数据,其offset就会覆盖旧的数据,直到将slave现在的offset也覆盖,注意此时master已经覆盖了从节点尚未同步过去的数据,这就出现了主从之间数据的不一致。

棕色框中的红色部分,就是尚未同步,但是却已经被覆盖的数据。此时如果slave恢复,需要同步,却发现自己的offset都没有了,无法完成增量同步了。只能做全量同步。  这就保证了主从数据的一致性。

主从同步优化

 主从同步可以保证主从数据的一致性,非常重要。 可以从以下几个方面来优化Redis主从就集群:

  • 在master中配置repl-diskless-sync yes启用无磁盘复制直接通过网络传输,把数据发送给从节点,只适用于网络较快的设备,这样就能避免全量同步时的磁盘IO。

  • Redis单节点上的内存占用不要太大,减少RDB导致的过多磁盘IO

  • 适当提高repl_baklog的大小,发现slave宕机时尽快实现故障恢复,尽可能避免全量同步

  • 限制一个master上的slave节点数量,如果实在是太多slave,则可以采用主-从-从链式结构,减少master压力

小结

简述全量同步和增量同步区别?

  • 全量同步:master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave。后续命令则记录在repl_baklog,逐个发送给slave。

  • 增量同步:slave提交自己的offset到master,master获取repl_baklog中从offset之后的命令给slave

什么时候执行全量同步?

  • slave节点第一次连接master节点时

  • slave节点断开时间太久,repl_baklog中的offset已经被覆盖时

什么时候执行增量同步?

  • slave节点断开又恢复,并且在repl_baklog中能找到offset时

 

这篇关于Redis-主从集群的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1147925

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