为什么不建议生产用 Redis 主从模式？

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Redis 有三种集群模式，分别是主从、“哨兵”、Cluster 集群模式，今天先来聊一下主从模式

Redis 主从模式是最简单的一种集群模式，类似于 MySQL 等数据库的主从同步一样

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Redis 主从

### 原理

Redis 实现主从复制 (Master-Slave Replication) 的原理：Slave 从节点服务启动并连接到 Master 之后，它将主动发送一个 SYNC 命令，Master 服务主节点收到同步命令后将启动后台存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集的命令，在后台进程执行完毕后，Master 将传送整个数据库文件到 Slave，以完成一次完全同步。而 Slave 从节点服务在接收到数据库文件数据之后将其存盘并加载到内存中，此后 Master 主节点继续将所有已经收集到的修改命令，和新的修改命令一次传送给 Slave，Slave 将在本地执行这些数据修改命令，从而达到最终的数据同步。

如果 Master 和 Slave 之间的链接出现断链现象，Slave 可以自动重连 Master，但是在链接成功之后，一次完全同步将被自动执行

### 主从同步特点

*   一个 master 可以有多个 slave
    
*   一个 slave 只能有一个 master
    
*   数据流向是单向的，master 到 slave

### 主从优点

*   读写分离，提高效率
    
*   数据热备份，提供多个副本
    
*   slave 同样可以接受其他 slave 的连接和同步请求，有效缓解 master 的同步压力
    
*   master 是以非阻塞的方式为 slave 提供同步服务，所以同步期间客户端仍然可以提供查询修改
    
*   slave 同样以非阻塞方式进行数据同步，同步期间，如果客户端发起查询请求，则 slave 返回同步前的数据

### 主从缺点

*   主节点故障后，集群则无法正常工作，无法提供高可用，从节点升主节点需要人工介入
    
*   主节点单点容易造成性能下降
    
*   主节点的存储能力受到限制
    
*   主机宕机后，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，会造成数据不一致，降低系统的可用性
    
*   主从复制采用全量复制，复制的过程中会 fork 出子进程对内存做快照，并将子进程的内存快照保存为文件发送到从机，所以这个过程需要足够的内存
    
*   主从复制的过程中，对网络要求很高，网络抖动会造成全量复制，对实际的系统运行造成很大的不稳定性
    
*   全量同步可能会造成毫秒或者秒级的卡顿现象

### 主从同步完整执行流程

1. 当 slave 第一次启动连接 master，或者是 “被认为是第一次连接”（如主从之间断链后重连），则主从采用全量复制的方式进行数据同步

2. 从库定时任务每秒检查是否有新的 master 需要连接，如果发现就与 master 建立 socket 连接

3. 从库 (slave) 发送 ping 指令到 master，master 返回 pong，则连接正常

4. 从库 (slave) 发送 auth 认证信息给 master，验证 requirepass

5. 认证通过后，从库 (slave) 发送 sync 命令给 master 请求数据同步

6.master 接收到同步请求后向 slave 发送 run_id 和 offset

7.slave 会接收并保存 master 发过来的信息

8.master 执行 bgsave 命令生成 RDB 文件，期间会创建复制缓冲区记录从现在开始执行的所有写命令

9.master 向 slave 发送 RDB 数据，然后发送复制缓冲区记录的数据，slave 会将 RDB 和缓冲区数据存放到磁盘中

10.slave 清空原有数据，最后将磁盘中接收到的数据导入内存中

11. 后续 master 收到的写命令都会通过之前建立的主从连接，增量发送给 slave 端

### 主从搭建实践

CentOS7 默认源是安装 Redis3.2 版本的，先来看下 3.x 版本的 Redis 主从

```
# 安装redis
yum -y install redis
# 配置主redis
vim /etc/redis.conf
bind 172.22.29.87
protected-mode yes
port 6379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis_6379.pid
loglevel notice
logfile /var/log/redis/redis.log
stop-writes-on-bgsave-error yes
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dbfilename dump.rdb
dir /var/lib/redis
slave-serve-stale-data yes
slave-read-only yes
repl-diskless-sync no
repl-diskless-sync-delay 5
repl-disable-tcp-nodelay no
slave-priority 100
requirepass 123456
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec

# 配置从redis
bind 172.22.29.88
protected-mode yes
port 6379
pidfile /var/run/redis_6379.pid
loglevel notice
logfile /var/log/redis/redis.log
stop-writes-on-bgsave-error yes
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dbfilename dump.rdb
dir /var/lib/redis
slaveof 172.22.29.87 6379
masterauth 123456
slave-serve-stale-data yes
slave-read-only yes
repl-diskless-sync no
repl-diskless-sync-delay 5
repl-disable-tcp-nodelay no
slave-priority 100
requirepass 123456
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec
```

```
# 启动redis
systemct start redis
# 登录redis，查看主从信息
redis-cli -h 172.22.29.87
172.22.29.87:6379> auth 123456
OK
# 主库信息
172.22.29.87:6379> info
……
# Stats
total_connections_received:2
total_commands_processed:15
instantaneous_ops_per_sec:1
total_net_input_bytes:478
total_net_output_bytes:184
instantaneous_input_kbps:0.04
instantaneous_output_kbps:0.01
rejected_connections:0
sync_full:1
sync_partial_ok:0
sync_partial_err:0
expired_keys:0
evicted_keys:0
keyspace_hits:0
keyspace_misses:0
pubsub_channels:0
pubsub_patterns:0
latest_fork_usec:757
migrate_cached_sockets:0

# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=172.22.29.88,port=6379,state=online,offset=15,lag=0
master_repl_offset:15
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:2
repl_backlog_histlen:1

# 从库
# Stats
total_connections_received:1
total_commands_processed:33
instantaneous_ops_per_sec:0
total_net_input_bytes:609
total_net_output_bytes:11766
instantaneous_input_kbps:0.01
instantaneous_output_kbps:0.06
rejected_connections:0
sync_full:0
sync_partial_ok:0
sync_partial_err:0
expired_keys:0
evicted_keys:0
keyspace_hits:0
keyspace_misses:0
pubsub_channels:0
pubsub_patterns:0
latest_fork_usec:719
migrate_cached_sockets:0

# Replication
role:slave
master_host:172.22.29.87
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:6
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:449
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0
```

接着在主库和从库进行 set、get 测试

```
# 从库执行set
172.22.29.88:6379> set name redis
(error) READONLY You can't write against a read only slave.'
# 因为从库是只读的，所以无法完成set

# 主库执行set、get
172.22.29.87:6379> set name redis
OK
172.22.29.87:6379> get name
"redis"

# 从库执行get
172.22.29.88:6379> get name
"redis"
```

主从搭建完成，测试主库挂掉

```
# 停掉主库
systemctl stop redis
# 主库查询
172.22.29.87:6379> get name
Could not connect to Redis at 172.22.29.87:6379: Connection refused
# 从库查询
172.22.29.88:6379> get name
"redis"
# 查看从库日志
1758:S 03 Feb 12:17:59.848 * Connecting to MASTER 172.22.29.87:6379
1758:S 03 Feb 12:17:59.848 * MASTER <-> SLAVE sync started
1758:S 03 Feb 12:17:59.849 # Error condition on socket for SYNC: Connection refused
# 接着启动主库
systemctl start redis
# 查看从库日志
1758:S 03 Feb 12:18:49.918 * MASTER <-> SLAVE sync started
1758:S 03 Feb 12:18:49.918 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
1758:S 03 Feb 12:18:49.918 * Master replied to PING, replication can continue...
1758:S 03 Feb 12:18:49.919 * Trying a partial resynchronization (request 4cd802976b4c445f06389c15bb7720effab38107:773).
1758:S 03 Feb 12:18:49.920 * Full resync from master: 438afef01ffe3e55a681d89dfd699c1a6eb25e5b:1
1758:S 03 Feb 12:18:49.920 * Discarding previously cached master state.
1758:S 03 Feb 12:18:49.928 * MASTER <-> SLAVE sync: receiving 94 bytes from master
1758:S 03 Feb 12:18:49.928 * MASTER <-> SLAVE sync: Flushing old data
1758:S 03 Feb 12:18:49.928 * MASTER <-> SLAVE sync: Loading DB in memory
1758:S 03 Feb 12:18:49.928 * MASTER <-> SLAVE sync: Finished with success
1758:S 03 Feb 12:18:49.930 * Background append only file rewriting started by pid 11523
1758:S 03 Feb 12:18:49.952 * AOF rewrite child asks to stop sending diffs.
11523:C 03 Feb 12:18:49.952 * Parent agreed to stop sending diffs. Finalizing AOF...
11523:C 03 Feb 12:18:49.953 * Concatenating 0.00 MB of AOF diff received from parent.
11523:C 03 Feb 12:18:49.953 * SYNC append only file rewrite performed
11523:C 03 Feb 12:18:49.953 * AOF rewrite: 4 MB of memory used by copy-on-write
1758:S 03 Feb 12:18:50.019 * Background AOF rewrite terminated with success
1758:S 03 Feb 12:18:50.019 * Residual parent diff successfully flushed to the rewritten AOF (0.00 MB)
1758:S 03 Feb 12:18:50.019 * Background AOF rewrite finished successfully

# 查看主库日志
1869:M 03 Feb 12:18:49.526 * DB loaded from append only file: 0.000 seconds
1869:M 03 Feb 12:18:49.526 * The server is now ready to accept connections on port 6379
1869:M 03 Feb 12:18:49.919 * Slave 172.22.29.88:6379 asks for synchronization
1869:M 03 Feb 12:18:49.919 * Partial resynchronization not accepted: Runid mismatch (Client asked for runid '4cd802976b4c445f06389c15bb7720effab38107', my runid is '438afef01ffe3e55a681d89dfd699c1a6eb25e5b')
1869:M 03 Feb 12:18:49.919 * Starting BGSAVE for SYNC with target: disk
1869:M 03 Feb 12:18:49.920 * Background saving started by pid 1872
1872:C 03 Feb 12:18:49.922 * DB saved on disk
1872:C 03 Feb 12:18:49.922 * RDB: 2 MB of memory used by copy-on-write
1869:M 03 Feb 12:18:49.928 * Background saving terminated with success
1869:M 03 Feb 12:18:49.928 * Synchronization with slave 172.22.29.88:6379 succeeded
```

主从搭建及测试完成

CentOS7 要安装 Redis 最新版本，需要安装 remi 软件源

```
# 安装remi源
yum install -y http://rpms.famillecollet.com/enterprise/remi-release-7.rpm
# 用remi源安装redis
yum --enablerepo=remi install redis -y
# 安装完后是redis6.2.6版本
```

Redis6.x 版本的主从配置和 3.x 版本的区别，主要是将 slaveof 指令变为 replicaof

```
bind 127.0.0.1 -::1 172.22.29.89
protected-mode yes
port 6379
tcp-backlog 511
timeout 0
tcp-keepalive 300
daemonize yes
pidfile /var/run/redis_6379.pid
loglevel notice
logfile /var/log/redis/redis.log
databases 16
always-show-logo no
set-proc-title yes
proc-title-template "{title} {listen-addr} {server-mode}"
stop-writes-on-bgsave-error yes
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dbfilename dump.rdb
rdb-del-sync-files no
dir /var/lib/redis
replicaof 172.22.29.90 6379
masterauth 123456
replica-serve-stale-data yes
replica-read-only yes
repl-diskless-sync no
repl-diskless-sync-delay 5
repl-diskless-load disabled
repl-disable-tcp-nodelay no
replica-priority 100
acllog-max-len 128
lazyfree-lazy-eviction no
lazyfree-lazy-expire no
lazyfree-lazy-server-del no
replica-lazy-flush no
lazyfree-lazy-user-del no
lazyfree-lazy-user-flush no
oom-score-adj no
oom-score-adj-values 0 200 800
disable-thp yes
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec
```

### 主从可优化的一些点

*   slave 同样可以做为其他 slave 的 master，可以有效分担 master 的同步压力
    
*   master 可以将数据保存操作交给 slave 完成，从而避免 master 需要独立进程来完成数据保存操作的压力
    
*   repl-disable-tcp-nodelay 应对网络延迟，默认关闭状态，关闭时，无论主节点产生的命令数据多大，都会及时发送给从节点，减少网络延迟，但是同时会增加网络开销，开启后，主节点会合并较小的 TCP 数据包，从而节省网络开销，发送给从节点的时间间隔取决于 Linux 内核配置，一般默认 40ms，开启后节省了网络开销，但是增加了主从数据延迟
    
*   缓存区大小调节，repl-backlog-size 用于设置缓冲区大小，缓冲区大小影响写命令的数量，当主从节点 offset 的差距超过缓冲区长度时，将无法执行部分复制，只能执行全量复制，所以为了减少全量复制，可以增大缓冲区大小

### 总结

Redis 主从可以看到，搭建很简单，但是实际在生产环境中，很少使用，也不建议在生产环境中使用 Redis 主从模式来提供服务，从前面的缺点部分可以看出来，在数据量达到一定量级后，主从模式的不稳定性会极具增加，但是主从原理是其他集群模式的基础，所以原理要了解，后面接着介绍另外两种集群模式

● [Kubernetes 中 Nginx 配置热加载](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzY3NTE1NQ==&mid=2247486110&idx=1&sn=eb8ef12674627b056ff392887a5828f7&chksm=e9d19962dea610742fe7eb2297e9f089274ae90053b7aafb4d9f1bc653b83f8f69e5da32eb4a&scene=21#wechat_redirect)

● [为什么不推荐 Docker 文件挂载？](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzY3NTE1NQ==&mid=2247486092&idx=1&sn=2916aec6ff45a9c9b8e67520a99e71b7&chksm=e9d19970dea610666f836092393b8b0861632f0c32bed8aeb6194833fb1a69b04b16913c0ef1&scene=21#wechat_redirect)

● [一招搞定 TCP 孤儿连接引起的端口占用](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzY3NTE1NQ==&mid=2247485999&idx=1&sn=a4e5ffbc303c89bcf596e7174e174e12&chksm=e9d199d3dea610c53010e65ef7be47c44682e8ce7b631abf473892bb2ce2a5412f57b31c3702&scene=21#wechat_redirect)

● [记一次内存变更引起的 NFS 故障](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzY3NTE1NQ==&mid=2247485983&idx=1&sn=e136ae9780791bddeb2e9a54c3ca93a9&chksm=e9d199e3dea610f5a97281ec812e8319ea505ac1161ebc6923fa16d2069f0c55d14a5bde2573&scene=21#wechat_redirect)