Redis-哨兵机制及redis cluster

一、Redis主从复制

1.1、主从复制介绍

1）使用异步复制。

2）一个主服务器可以有多个从服务器。从服务器也可以有自己的从服务器。

3）复制功能不会阻塞主服务器

4）可以通过复制功能来让主服务器免于执行持久化操作，由从服务器去执行持久化操作即可。

1.2、数据安全

当配置Redis复制功能时，强烈建议打开主服务器的持久化功能。否则的话，由于延迟等问题，部署的服务应该要避免自动拉起。为了帮助理解主服务器关闭持久化时自动拉起的危险性，参考一下以下会导致主从服务器数据全部丢失的例子：

1. 假设节点A为主服务器，并且关闭了持久化。并且节点B和节点C从节点A复制数据

2. 节点A崩溃，然后由自动拉起服务重启了节点A. 由于节点A的持久化被关闭了，所以重启之后没有任何数据

3. 节点B和节点C将从节点A复制数据，但是A的数据是空的，于是就把自身保存的数据副本删除。

4）在关闭主服务器上的持久化，并同时开启自动拉起进程的情况下，即便使用Sentinel来实现Redis的高可用性，也是非常危险的。因为主服务器可能拉起得非常快，以至于Sentinel在配置的心跳时间间隔内没有检测到主服务器已被重启，然后还是会执行上面的数据丢失的流程。

无论何时，数据安全都是极其重要的，所以应该禁止主服务器关闭持久化的同时自动拉起。

1.3、主从复制原理

原理说明：

1. 副本库通过slaveof 10.0.0.51 6379命令,连接主库,并发送SYNC给主库
2. 主库收到SYNC,会立即触发BGSAVE,后台保存RDB,发送给副本库
3. 副本库接收后会应用RDB快照
4. 主库会陆续将中间产生的新的操作,保存并发送给副本库
5. 到此,我们主复制集就正常工作了
6. 再此以后,主库只要发生新的操作,都会以命令传播的形式自动发送给副本库.
7. 所有复制相关信息,从info信息中都可以查到.即使重启任何节点,他的主从关系依然都在.
8. 如果发生主从临时断开。从库数据没有被破坏的情况下，在下次重连之后，，从库发送PSYNC给主库 (2.8版本之后)
9. 主库只会将从库缺失部分的数据同步给从库应用，达到快速恢复主从的目的

其他说明：

1）SYNC 命令执行示例

2）命令传播

在主从服务器完成同步之后，主服务器每执行一个写命令，它都会将被执行的写命令发送给从服务器执行，这个操作被称为“命令传播”（command propagate）。命令传播是一个持续的过程：只要复制仍在继续，命令传播就会一直进行，使得主从服务器的状态可以一直保持一致

3）复制中的SYNC与PSYNC

①在 Redis 2.8 版本之前，断线之后重连的从服务器总要执行一次完整重同步（full resynchronization）操作。

②从 Redis 2.8 开始，Redis 使用 PSYNC命令代替 SYNC 命令。PSYNC 比起 SYNC 的最大改进在于 PSYNC 实现了部分重同步（partial resync）特性：在主从服务器断线并且重新连接的时候，只要条件允许，PSYNC 可以让主服务器只向从服务器同步断线期间缺失的数据，而不用重新向从服务器同步整个数据库。

SYNC 处理断线重连示例：

PSYNC 处理断线重连示例：

1.4、复制一致性

1.4.1、问题引出

1）在读写分离环境下，客户端向主服务器发送写命令 SET n 10086，主服务器在执行这个写命令之后，向客户端返回回复，并将这个写命令传播给从服务器。

2）接到回复的客户端继续向从服务器发送读命令 GET n ，并且因为网络状态的原因，客户端的 GET命令比主服务器传播的 SET 命令更快到达了从服务器。

3）因为从服务器键 n 的值还未被更新，所以客户端在从服务器读取到的将是一个错误（过期）的 n值。

1.4.2、问题解决

从 Redis 2.8 开始，为了保证数据的安全性，可以通过配置，让主服务器只在有至少 N 个当前已连接从服务器的情况下，才执行写命令。不过，因为 Redis 使用异步复制，所以主服务器发送的写数据并不一定会被从服务器接收到，因此，数据丢失的可能性仍然是存在的。

通过以下两个参数保证数据的安全：

min-slaves-to-write <number of slaves>
min-slaves-max-lag <number of seconds>

这个特性的运作原理：
从服务器以每秒一次的频率 PING 主服务器一次， 并报告复制流的处理情况。
主服务器会记录各个从服务器最后一次向它发送 PING 的时间。

1）用户可以通过配置， 指定网络延迟的最大值 min-slaves-max-lag ，以及执行写操作所需的至少从服务器数量 min-slaves-to-write 。如果至少有 min-slaves-to-write 个从服务器， 并且这些服务器的延迟值都少于 min-slaves-max-lag秒，那么主服务器就会执行客户端请求的写操作。

2）另一方面， 如果条件达不到 min-slaves-to-write 和 min-slaves-max-lag 所指定的条件， 那么写操作就不会被执行，主服务器会向请求执行写操作的客户端返回一个错误。