redis主从架构和集群---java

主从架构和集群

Redis 的 主从架构 和 集群（Redis Cluster） 是两种差别的分布式部署方式。

• 主从架构（Master-Slave Replication）是一种简朴的复制机制，一个主节点（Master）负责写操作，多个从节点（Slave）同步主节点的数据，只负责读操作。
  
• Redis 集群是一种分布式架构，通过数据分片（sharding）将数据分散到多个节点，每个节点负责一部门数据，同时支持高可用和主动故障转移。
  
• 主从是集群的底子，Redis 集群内部每个 Master 和其 Slave 之间，现实上就是主从复制的关系。
  

主从复制（同步）

是形貌主节点（Master）将数据同步到从节点（Slave）的过程，Redis 的主从复制分为两个阶段：全量同步和增量同步。
1. 全量同步

触发场景：

• 从节点初次连接主节点。
  
• 从节点与主节点停止后数据差距太大。
  

流程：

• 从节点发送 PSYNC 命令给主节点，请求同步。
  
• 主节点执行 BGSAVE，生成 RDB 文件（内存快照）。
  
• 主节点将 RDB 文件发送给从节点。
  
• 从节点加载 RDB 文件，清空自身数据并恢复主节点的状态。
  
• 主节点将生成 RDB 期间的写命令（缓冲区）发送给从节点，从节点执行这些命令。
  

效果：从节点的数据与主节点完全一致。

2. 增量同步

增量同步允许从服务器从断点处继续同步，而不是每次从头开始同步。
关键机制

• 复制偏移量（Replication Offset）：主从节点记录各自处理的命令字节数，用于判定数据差距。
  
• 复制积压缓冲区（Replication Backlog）：主节点维护一个固定大小的缓冲区，存储最近的写命令，支持断线重连后的增量同步。
  
• 运行 ID（Run ID）：主节点的唯一标识，重启后变化。从节点用它判定是否连接的是同一个主节点。
  

断线重连的增量同步

• 从节点断开：
  
  
  
  • 从节点网络停止，偏移量停在 120。
    
  
  
• 主节点继续写：
  
  
  
  • 客户端发送：SET city “Beijing”（20 字节）。
    
  • 主节点偏移量变为 140，缓冲区追加 SET city “Beijing”。
    
  
  
• 从节点重连：
  
  
  
  • 从节点发送 PSYNC <runid> 120。
    
  
  
• 主节点检查：
  
  
  
  • 偏移量 120 在缓冲区内。
    
  • 从缓冲区提取 120 到 140 的命令：SET city “Beijing”。
    
  • 主节点发送给从节点。
    
  
  
• 从节点执行：
  
  
  
  • 执行 SET city “Beijing”，偏移量变为 140。
    
  
  
• 效果：
  
  
  
  • 主从一致：name: “Alice”, age: 25, city: “Beijing”。
    
  
  

哨兵模式

哨兵模式（Sentinel）是 主从架构 下的一个增强机制，而不是直接属于集群模式。
哨兵模式是一组运行 redis-sentinel 的进程，负责监控 Redis 主从节点的康健状态，管理故障转移和配置更新。如果发现主节点挂了，它就会选举一个从节点切换为主节点，而且把新主节点的相干信息通知给从节点和客户端。
哨兵是一个额外的进程，可以在已有的 redis 上配置，也可以在独立呆板上运行哨兵（更推荐，不会哨兵节点一起挂）

1. 机器 A: Master (6379) + Sentinel1 (26379)
2. 机器 B: Slave1 (6380) + Sentinel2 (26380)
3. 机器 C: Slave2 (6381) + Sentinel3 (26381)

复制代码

哨兵选新节点

• 主节点下线 ：每个哨兵定期向主节点发送 PING，规定时间没回这个哨兵就认为主节点挂了。该哨兵向其他哨兵扣问：“你们觉得主节点下线了吗？”。如果到达法定人数，主节点就被标记为“客观下线”。
  
• 选举领导者哨兵 ：哨兵发现主节点挂了就请其他哨兵选自己当领导者，其他哨兵遵循 “先到先得” 的原则投票，末了票高者得。
  
• 领导者哨兵选新节点 ：领导者选一个新主节点，通知其他哨兵和从节点。
  选择标准：【1.配置优先级—>2.复制偏移量 offset 大—>3.运行 ID看随机】
  

redis 集群

16384 个槽分配给多个 Master，key 通过 CRC16 哈希映射到槽。每个 Master 有 Slave，主故障时 Slave 主动晋升 。
接下来的题目就是，这些哈希槽怎么被映射到详细的 Redis 节点上的呢？有两种方案：

• 均匀分配： 在使用 cluster create 命令创建 Redis 集群时，Redis 会主动把全部哈希槽均匀分布到集群节点上。好比集群中有 9 个节点，则每个节点上槽的个数为 16384/9 个。
  
• 手动分配： 可以使用 cluster meet 命令手动创建节点间的连接，构成集群，再使用 cluster addslots 命令，指定每个节点上的哈希槽个数。
  

优点

• 数据分片，容量可扩展
  
• 多点写，提升写性能
  
• 高可用，主动故障转移
  
• 分布式存储，负载均衡
  
• 支持动态扩缩容
  

缺点

• 部署和维护较复杂
  
• 集群同步题目： 当某些节点失败或者网络出故障，集群中数据同步的题目也会出现。数据同步的复杂度和工作量随着节点的增长而增长，同步时间也较长，导致一定的读写延迟。
  

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。