互联网的三高架构：①高并发②高性能③高可用
在互联网中追求高可用性，目标全年宕机时间/全年时间可达6个9即99.9999%，显然这是一个理想状态，显然，搭建集群是一个很好的解决方案
单机Redis存在的风险与问题：
①出现机器故障，例如硬盘故障，系统崩溃 将会导致数据丢失，对于业务来说是很致命的
②容量瓶颈，redis是内存数据库，即时将内存从64G更换到128G终究也会有满的时候
解决方案：为了避免单机Redis出现故障导致服务不可用，可以准备多态服务器部署到多台计算机上，互相连通，将数据备份保存到不同的服务器上，连接在一起，保证每台服务器之间数据同步。
即使某一台服务器宕机了其它服务器也还能提供服务，实现Redis的高可用，数据冗余备份。
主从复制架构：将master中数据即时、有效的复制到slave中
?master的职责：
? ? ? ? ①负责写数据
? ? ? ? ②执行写操作，将出现变化的数据自动同步到slave
? ? ? ? ③读操作(可忽略)
slave的职责：
? ? ? ? ①负责读数据
? ? ? ? ②写数据(禁止)
说明：这里master和slave都是相对概念，当master宕机之后slave可以变成master或者说slave也是连接它的服务器的master
主从复制的作用：
①读写分离：master负责写，slave负责读，提高服务器的读写负载能力
②负载均衡：基于主从架构，配合读写分离，由slave负担master的压力，根据业务的需求变化，改变slave的数量，通过多个节点分担数据读取的负载，大大提高了Redis的并发量和数据吞吐量
③故障恢复：当master宕机，可以由slave提供服务，实现快速故障恢复
④数据冗余：实现热数据备份，是持久化之外的一种数据冗余方式
⑤高可用的基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用
主从复制的工作流程：
总体分为三个阶段：①建立连接②数据同步③命令传播
建立连接阶段：
首先你得知道你要连谁吧？slave就发送slaveof ip host指令，连上了她不得给你回个消息，master给slave发一个响应，既然连接上了是不是应该保存一下master的host和port。你们连接的目的是啥啊？为了创建socket的连接，那你怎么知道她还在不在啊有没有下线啊？得定期发送ping指令，人家得回你pong才能确定没有下线。还可以进行一个权限校验，毕竟不是谁想连就能连->auth password指令。最后，不得告诉人家你的port，以便后期好联系->replconf listening-port <port-number>
步骤1：设置master的ip和port，保存master的ip和port
步骤2：建立socket的连接
步骤3：定期发送ping指令
步骤4：权限校验
步骤5：master保存slave的port
主从连接(slave连接master)的方式：
方式一：
slaveof ip port //slave客户端方式二：
redis-server conf/redis-6380.conf --slaveof ip port //slave服务器启动方式三：
slaveof ip port //配置文件，最常用以配置文件的方式启动是最常用的?
?主从断开连接：
slaveof no one?说明：从节点断开连接，不会删除已有的数据，只是不再接收master发送的数据
?
?
??
?方式一演示demo：
1.首先将以守护进程方式启动设置为no，让redis服务器在控制台启动
2.注释日志文件，以便我们在控制台上查看日志信息
?
?
?
redis-server conf/redis-6379.conf //启动master服务器
redis-server conf/redis-6380.conf //启动slave服务器
redis-cli -p 6379 //master客户端
redis-cli -p 6380 //slave客户端
?在slave客户端输入指令，让slave服务器连接master服务器
slaveof 127.0.0.1 6379
?控制台打印的日志，可以看到连接成功
在master客户端设置一个key，则在slave客户端可以查询到?
?
?方式二演示demo：
redis-server conf/redis-6380.conf --slaveof 127.0.0.1 6379
?
?
方式三demo演示：
?
?
?授权访问：
·master客户端发送命令设置密码
requirepass <password>·master配置文件设置密码?
config set requirepass <password>
config get requirepass ?·slave客户端发送命令设置密码
auth <password>?·slave配置文件设置密码
masterauth <password>?·slave启动服务器设置密码
redis-server -a <password>说明： redis服务的调用是在机房的内部网络之中，不会对外提供访问，所以权限设置这一步不是很重要可以没有
?数据同步阶段
总述：①在slave初次连接master之后，复制master的所有数据到slave
? ? ? ? ? ?②将slave的数据库状态更新成master当前的数据库状态
slave与master建立连接之后，得向master要数据啊即发送psync2指令，master接收指令之后执行bgsave，第一个slave连接时创建复制缓冲区，因为在执行bgsave命令之后还有指令会进来，复制缓冲区就是用来保存后面进来的指令，将生成的RDB文件通过socket的方式发给slave，slave接收RDB文件，清空数据，执行RDB文件恢复过程，然后slave得告诉master我恢复完成了，master就发送复制缓冲区的信息，slave接收信息执行bgwriteof，恢复数据
步骤1：请求同步数据
步骤2：创建RDB同步数据
步骤3：恢复RDB同步数据
步骤4：请求部分同步数据
步骤5：恢复部分同步数据
至此，数据同步工作完成
?状态：
slave：具有master的全部数据，包括RDB接收的数据
master：保存slave当前数据同步的位置
总体：之间完成了数据的克隆
数据同步阶段master说明：
1.如果master数据量巨大，数据同步阶段应避免流量的高峰期，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。如果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情况，必须进行二次全量复制，致使slave陷入死循环状态
repl-backlog-size 1mb3.master单机内存占用主机内存的比例不应过大，建议使用50%-70%左右，留下30%-50%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 //此命令慎用?2.多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件过多，会对带宽造成巨大冲击，如果master带宽不足，会导致服务阻塞，因此数据同步需要根据业务需求，适量错峰。
3.slave过多时，应将一主多从的架构改成树状结构，中间节点即时master也是slave。注意使用树状结构时，深度越高的slave与最顶层的master存在数据同步延迟，数据的一致性变差，应该谨慎使用。
阶段三：命令传播阶段
总述：①当master数据库被修改后，导致主从数据库数据状态不一致，此时需要让主从数据库同步到一致状态，同步的动作成为命令传播
? ? ? ? ? ?②master将接收到的数据变更命令发送给slave，slave接收命令后执行
命令传播阶段的部分复制：
·命令传播阶段出现断网现象
? ? ? ? ·网络闪断闪连，可以忽略
? ? ? ? ·网络短时间断开，增量复制
? ? ? ? ·网络长时间断开，全量复制
·部分复制的三要素
? ? ? ? ·服务器的运行id(run id)
? ? ? ? ·主服务器的复制缓冲区
? ? ? ? ·主从服务器的复制偏移量
服务器的运行id(runid)：
概念：服务器运行id是每一台服务器每次运行时的身份标识码，一台服务器多次运行可以产生多个运行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
? ? ? ? 如果想两次操作都是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行生成的，master在首次连接slave时，会将自己的运行id发送给slave，slave保存master的运行id，通过info server命令，可以查看节点的runid
复制缓冲区：
概念：复制缓冲区，又名复制积压区，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
复制缓冲区的内部工作原理：
组成：①偏移量②字节值
工作原理：
? ? ? ? ? ? ? ? ①通过offset区分不同slave当前数据传播的差异????????????????
? ? ? ? ? ? ? ? ②master记录已发送的信息的offset
? ? ? ? ? ? ? ? ③slave记录已接受信息的offset
说明： 复制缓冲区是一个先进先出的队列，默认存储空间大小为1M，由于存储空间是固定的，当队列满了之后，有新的指令要进来则会将最先进入的队列的指令弹出，也就是我们所说的数据溢出。
偏移量：
概念：一个数字，描述复制缓冲区中的指令字节位置
分类：
? ? ? ? master复制偏移量：记录发送给所有slave对应指令字节的位置(多个)
? ? ? ? slave复制偏移量：记录slave接收master发送过来的指令字节的位置(1个)
数据来源：
? ? ? ? master端：发送一次记录一次
? ? ? ? slave端：接收一次记录一次
作用：同步数据，对比master和slave的差异，当slave断线后，恢复数据使用
数据同步+命令传播的工作流程：
心跳机制：?
·进入命令传播阶段，master与slave间需要进行信息交换，使用心跳机制进行维护，实现双发连接保持在线
·master心跳：
? ? ? ? ·指令：ping
? ? ? ? ·周期：由repl-ping-slave-period决定，默认10s
? ? ? ? ·作用：判断slave是否在线
? ? ? ? ·查询：info server? ? ? ? ? ? ? ? ?获取slave最后一次连接时间间隔，lag维持在0或1视为正常
·slave心跳任务
? ? ? ? ·指令：REPLCONF ACK{offset}
? ? ? ? ·周期：1s
? ? ? ? ·作用1：汇报slave自己的复制偏移量，获取最新的数据变更指令
? ? ? ? ·作用2：判断master是否在线
心跳阶段注意事项：
? ? ? ? ·当slave多数掉线，或延迟过高，master为保障数据稳定性，将拒绝所有信息同步操作
????????
min-slave-to-write 2
min-slaves-max-lag 10? ? ? ? slave数量少于两个，或者所有slave的延迟都大于等于10秒，强制关闭master写功能，停止数据同步
? ? ? ? ·slave的数量是通过REPLCONF ACK命令做确认
? ? ? ? ·slave的数量是通过REPLCONF ACK命令做确认
主从复制常见的问题
频繁的全量复制带来的问题1：
伴随着系统的运行，master的数据量会越来越大，一旦master重启，runid将会发生变化，会导致全部的slave全量复制操作
内部优化调整方案：
1.master内部创建master_repid变量，使用runid相同的策略生成，长度41位，并发送给所有slave
2.在master关闭时执行命令shutdown save，进行RDB持久化，将runid与offset保存到RDB文件中
? ? ? ? ? ? ? ? ·repl-id repl-offset
? ? ? ? ? ? ? ? ·通过redis-check-rdb命令可以查看该信息
3.master重启后加载RDB文件，恢复数据
? ? ? ? 重启后，将RDB文件保存的repl-id与repl-offset加载到内存中
? ? ? ? ? ? ? ? ·master_repl_id=repl? ? ? ? ? ? ? ? ?master_repl_offset=repl-offset
? ? ? ? ? ? ? ? ·通过info命令可以查看该信息
作用：本机保存上次的runid，重启后恢复该值，使所有的slave认为还是之前的master
频繁的全量复制带来的问题2：
问题现象：网络环境不佳，出现网络中断，slave不提供服务
原因问题：复制缓冲区容量太小，数据溢出
最终结果：slave陷入全量复制死循环中
建议如下配置：
? ? ? ? ①测算master到slave的重新平均时长second
? ? ? ? ②获取master平均每秒产生写命令数据总量write_size_per_second
? ? ? ? ③最优复制缓冲区：2.*second*write_size_per_second
频繁的网络中断(1)：
问题现象：master的cpu占用过高或slave频繁断开连接
问题原因：
? ? ? ? ①当slave每1秒发送REPLCONF ACK命令到master
? ? ? ? ②当slave接到慢查询时(keys *,hgetall)，会占用大量的cpu
? ? ? ? ③master每1秒调用复制定时函数replicationCron()，比对slave发现长时间没有响应
最终结果：master各种资源被严重占用
解决方案：
? ? ? ? ·通过设置合理的超时时间，确认是否释放slave
repl-timeout?? ? ? ?该参数定义了超时时间的阈值(默认60s)，超过该值，释放slave
频繁的网络中断(2)：
问题现象：slave与master连接断开
问题原因：
? ? ? ? ·master发送ping指令频度过低
? ? ? ? ·master设定超时时间较短
? ? ? ? ·ping指令在网络中丢包
解决方案：
? ? ? ? ·提高ping指令发送的频度
repl-ping-slave-period? ? ? ? ? 超时时间repl-time的时间至少是ping指令频度的5-10倍，否则slave很容易判定超时?
数据不一致：
问题现象：多个slave获取数据不同步
问题原因：网络信息不同步，数据发送有延迟
解决方案：
? ? ? ? ·优化主从间的网络环境，通常放置在同一个机房部署，如使用阿里云等云服务器时要注意此现象
? ? ? ? ·监控主从节点延迟(通过offset判断)，如果slave延迟过大，暂时屏蔽程序对该slave的数据访问
slave-serve-stale-data yes|no? ? ? ? 开启后仅响应info、slaveof等少数命令(慎用，除非对数据一致性要求很高)
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