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redis主从复制

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Redis 主从复制详解（基于 6.0.10 版本）

Redis 主从复制（Master-Slave Replication）是实现高可用和读写分离的核心机制，通过将主节点（Master）的数据同步到从节点（Slave），避免单点故障并分担读压力。本文详细解析主从复制的原理、配置方式、常见模式及哨兵（Sentinel）自动故障转移机制。

主从复制核心原理

主从复制通过 PSYNC 命令 实现数据同步，支持全量同步和部分同步两种模式，兼顾初次复制和断线重连场景。

PSYNC 命令的两种模式

  • 全量同步（Full Resync）：适用于初次复制（Slave 首次连接 Master）。
    流程：
    1. Slave 向 Master 发送 PSYNC ? -1（表示需要全量同步）。
    2. Master 生成 RDB 快照，发送给 Slave；同时缓存快照生成期间的写命令（复制积压缓冲区）。
    3. Slave 加载 RDB 快照，再执行缓存的写命令，最终与 Master 数据一致。
  • 部分同步（Partial Resync）：适用于断线重连（Slave 短暂断开后重新连接）。
    流程：
    1. Slave 重连后，向 Master 发送 PSYNC <master_runid> <offset>（携带上次同步的 Master 标识和偏移量）。
    2. Master 验证master_runid（自身标识）和offset（同步偏移量）：
      • 若有效（偏移量在复制积压缓冲区内），仅发送偏移量后的增量写命令。
      • 若无效（如 Master 重启或偏移量过期），触发全量同步。

核心概念

  • master_runid：Master 的唯一标识（每次重启会变化），用于 Slave 验证连接的是否为同一 Master。
  • 复制偏移量（Offset）：Master 和 Slave 分别维护的计数器，记录已同步的字节数（确保数据一致性）。
  • 复制积压缓冲区：Master 端的环形缓冲区（默认 1MB），存储最近的写命令，用于部分同步。可通过 repl-backlog-size 调整大小（如 repl-backlog-size 10mb）。

主从复制配置

主从复制采用 “配从不配主” 原则：只需配置 Slave 指向 Master，Master 无需额外配置。

环境准备

以 “一主两从” 为例（单台机器模拟，通过不同端口区分节点）：

  • Master：端口 6379
  • Slave1：端口 6380
  • Slave2：端口 6381

配置步骤

（1）启动节点

分别通过配置文件启动 3 个 Redis 节点（配置文件示例 redis6379.conf）：

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# Master 配置（redis6379.conf）
port 6379
daemonize yes
logfile "6379.log"
dir "./data"  # 数据存储目录

# Slave1 配置（redis6380.conf）
port 6380
daemonize yes
logfile "6380.log"
dir "./data"
# 指向 Master（也可通过命令动态配置）
replicaof 127.0.0.1 6379  # 5.0+ 用 replicaof，5.0 前用 slaveof（仍兼容）

# Slave2 配置（redis6381.conf）
port 6381
daemonize yes
logfile "6381.log"
dir "./data"
replicaof 127.0.0.1 6379
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# 可以配置最少有多少个从节点  主节点才可以写
# min-replicas-to-write 3
# min-replicas-max-lag 10

启动命令：

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redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf
（2）动态配置从节点

若未在配置文件中预设 replicaof，可通过命令临时配置（重启后失效）：

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# 连接 Slave1（6380 端口）
redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> replicaof 127.0.0.1 6379  # 指向 Master
OK
（3）验证主从关系

通过 info replication 命令查看节点角色和同步状态：

  • Master 节点（6379）：

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    127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:2  # 2 个从节点
    slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=100,lag=1
    slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=100,lag=1

  • Slave 节点（6380）：

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    127.0.0.1:6380> info replication
    # Replication
    role:slave
    master_host:127.0.0.1
    master_port:6379
    master_link_status:up  # 与 Master 连接正常
    slave_read_only:1  # 从节点默认只读

主从复制核心特性

  • 读写分离：Master 支持读写，Slave 默认只读（slave-read-only:1），不能写(error) READONLY You can’t write against a read only replica。可通过配置修改但不推荐。
  • 数据同步：Master 写入数据后，自动同步到所有 Slave（最终一致性，存在微小延迟）。
  • Master 故障后：Slave 仍保持连接状态（master_link_status:down），等待 Master 恢复；若需切换主节点，需手动执行 replicaof no one（Slave 变 Master）。

常见主从模式

1. 一主两仆（单 Master 多 Slave）

master79
slave80
slave81
  • 结构：1 个 Master 同步数据到多个 Slave（如 6379 → 6380、6381）。
  • 优势：简单易配置，适合读压力大的场景（Slave 分担读请求）。
  • 劣势：Master 单点故障时，需手动切换；所有 Slave 直接从 Master 同步，可能加重 Master 负担。

2. 薪火相传（Slave 作为下一级 Slave 的 Master）

master79
slave80
slave81
  • 结构：Master → Slave1 → Slave2（如 6379 → 6380 → 6381），Slave1 同时作为 Slave2 的 Master。
  • 优势：减轻 Master 的同步压力（Slave2 从 Slave1 同步，而非直接从 Master）。
  • 劣势：数据同步延迟累积（Slave2 比 Slave1 延迟更高）；某一级 Slave 故障会影响下游节点。

3. 哨兵模式（Sentinel）：自动故障转移

哨兵模式通过监控主从节点状态，在 Master 故障时自动选举新 Master，实现高可用（无需人工干预）。

哨兵核心功能
  • 监控：定期检查 Master 和 Slave 是否存活。
  • 通知：当节点故障时，通过 API 通知管理员或应用程序。
  • 自动故障转移：Master 故障后，自动将最优 Slave 升级为新 Master，并调整其他 Slave 指向新 Master。
哨兵配置（redis-sentinel.conf）
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# 监控的 Master 名称、IP、端口，quorum 表示至少需要 1 个哨兵同意才判定 Master 故障
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1

# 若 Master 有密码，需配置认证（与 Master 的 requirepass 一致）
sentinel auth-pass mymaster 123456  # 假设 Master 密码为 123456

# 判定 Master 为“下线”的超时时间（毫秒），默认 30000ms（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000

# 故障转移时，最多允许 1 个 Slave 同时同步新 Master（避免带宽占用过高）
sentinel parallel-syncs mymaster 1

# 故障转移超时时间（毫秒），默认 180000ms（3分钟）
sentinel failover-timeout mymaster 180000
启动哨兵
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# 哨兵默认端口 26379，可通过 --port 指定其他端口
redis-sentinel redis-sentinel.conf
哨兵工作流程
  1. 监控阶段：哨兵每隔 10 秒向 Master 发送 INFO 命令，获取主从拓扑关系；每隔 1 秒向所有节点发送 PING 命令，检测存活状态。
  2. 故障判定：若 Master 超过 down-after-milliseconds 未响应，哨兵标记其为 “主观下线”；若超过 quorum 个哨兵均判定其下线，则标记为 “客观下线”。
  3. 选举新 Master：
    • 筛选 Slave：排除下线、响应慢、与 Master 断开过久的 Slave。
    • 优先级排序：优先选择 slave-priority 高的 Slave（默认 100，值越小优先级越高）；若优先级相同，选择复制偏移量最大（数据最新）的；若仍相同，选择 ID 最小的。
  4. 故障转移：
    • 向选中的 Slave 发送 replicaof no one，使其成为新 Master。
    • 向其他 Slave 发送 replicaof <新 Master IP> <端口>，使其同步新 Master。
    • 若原 Master 恢复，自动成为新 Master 的 Slave。
查看哨兵状态
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# 连接哨兵（默认端口 26379）
redis-cli -p 26379
127.0.0.1:26379> info sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=127.0.0.1:6379,slaves=2,sentinels=1

主从复制的作用与注意事项

核心作用

  • 读写分离：Master 处理写请求，Slave 分担读请求（如报表查询、日志分析），提升吞吐量。
  • 灾备容错：Slave 作为数据备份，避免 Master 单点故障导致数据丢失。
  • 横向扩展：通过增加 Slave 节点扩展读能力，适应高并发场景。

注意事项

  • 复制延迟：主从同步存在延迟（尤其薪火相传模式），不适合强一致性场景（如金融交易）。
  • 哨兵数量：建议部署 3 个或 5 个哨兵（奇数），避免投票时出现平票（脑裂风险）。
  • 复制积压缓冲区：高写入场景需调大 repl-backlog-size（如 100MB），减少断线后全量同步的概率。
  • Master 写限制：可通过 min-replicas-to-write 配置 “至少 N 个 Slave 在线才允许写”（如 min-replicas-to-write 2），避免 Master 孤立写入
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