的高可用 聊聊 Redis

高可用性（HA），原本是系统的一个个性，旨在确保在高于平均水平的时期内坚持商定的运转性能水平，通常是反常运转时期。

Redis 作为一个内存数据库，其数据通常存储在内存中，一旦出现缺点，或许造成数据失落或服务终止，防止单点缺点至关关键，这样系统才干顺利极速地复原。

Redis 高可用是指 Redis 经过一系列技术手腕确保在面临缺点的状况下也能继续提供服务的才干。

因为咱们如今曾经进入了一个散布式系统，并且须要思考许多失误，因此在这个拓扑结构中须要思考一些新疑问，以前繁难的事件如今变得愈加复杂。

为了保证 Redis 的高可用，它关键驳回了以下三种手腕：

接上去，咱们一一来剖析看看。

1、Redis 主从复制

主从复制是 Redis 多机运转中最基础的性能，它是把多个 Redis 节点组成一个 Redis 集群，在这个集群当中有一个主节点用来启动数据的操作，其余从节点用于同步主节点的内容，并且提供应客户端启动数据查问。

Redis 主从同步分为：

1.1 全量复制

全量复制关键的实施流程，包括以下几个方面：

当咱们启动多个 Redis 实例的时刻，它们相互之间就可以经过 replicaof（Redis 5.0 之前经常使用 slaveof）命令构成主库和从库的相关

/* * 主：实例 1（ip：172.168.0.1） * 从：实例 2（ip：172.168.0.2） * 在从库上口头以下命令 */replicaof  

1）主从库间建设衔接、协商同步

从库给主库发送 psync 命令，示意要启动数据同步，主库依据这个命令的参数来启动复制。

psync 命令蕴含了主库的 runID 和复制进展 offset 两个参数：

2）主库将一切数据同步给从库

主库口头 bgsave 命令，生成 RDB 文件，接着将文件发给从库。从库接纳到 RDB 文件后，会先清空数据库，而后加载 RDB 文件。

在主库将数据同步给从库的环节中，主库不会被阻塞，依然可以反常接纳恳求，否则，Redis 的服务就被终止了。但是，这些恳求中的写操作并没有记载到刚刚生成的 RDB 文件中。为了保证主从库的数据分歧性，主库会在内存中用专门的 replication buffer，记载 RDB 文件生成后收到的一切写操作。

3）主库会把第二阶段口头环节中新收到的写命令，再发送给从库

当主库成功 RDB 文件发送后，就会把此时 replication buffer 中的修正操作发给从库，从库再重新口头这些操作。

1.2 增量复制

此性能在 Redis 2.8 版本才引入，关键为了控制主从复制的老本开支。网络断了之后，主从库会驳回增量复制的形式继续同步。

先来看一个概念：replication_backlog复制积压缓冲区。

此命令一方面会传输给从节点，另外还会记载在这个复制积压缓冲区里。Redis 经常使用一个环形缓冲区的结构保留最近的一些命令。在缓冲区中，对字节启动编号，这个编号在 Redis 中叫复制偏移量。

能否满足增量同步的条件：

2、Redis 哨兵形式

哨兵形式是redis高可用的成功形式之一，经常使用一个或许多个哨兵(Sentinel)实例组成的系统，对redis节点启动监控，在主节点出现缺点的状况下，能将从节点中的一个更新为主节点，启动缺点转义，保证系统的可用性。

2.1 哨兵成功了什么性能呢？

以这种形式经常使用 Redis Sentinel 可以启动缺点检测。此检测触及多个哨兵进程赞同主实例不再可用。这个协定环节称为 Quorum。这可以提高鲁棒性并防止一台机器行为意外造成无法访问主 Redis 节点。

2.2 智能缺点转移

哨兵（Sentinel）节点会每秒一次性的频率向建设了命令衔接的实例发送 PING 命令，假设在down-after-milliseconds 毫秒内没有做出有效照应，包括（PONG/LOADING/MASTERDOWN）以外的照应，哨兵就会将该实例在本结构体中的形态标志为 SRI_S_DOWN 客观下线。

当一个哨兵节点发现主节点处于客观下线形态时，会向其余的哨兵节点收回征询，该节点是不是曾经客观下线了。

假设超越性能参数 quorum 个节点以为是客观下线时，该哨兵节点就会将自己保养的结构体中该主节点标志为 SRI_O_DOWN 客观下线 征询命令：

SENTINEL masterdownaddr current_epoch run_id

在以为主节点客观下线的状况下，哨兵节点节点间会动员一次性选举，命令如下：

SENTINEL masterdownaddr current_epoch run_id

只是这次会将自己的 run_id 带出来，宿愿接受者将自己设置为主节点。

假设超越半数以上的节点前往将该节点标志为 leader 的状况下，会由该 leader 对缺点启动转移。

在从节点中筛选出新的主节点

a. 通信反常

b. 优先级排序

c. 优先级相反是选用offset最大的

将该节点设置成新的主节点 SLAVEOF no one,并确保在后续的INGO命令时，该节点前往形态为master

将其余的从节点设置成重新的主节点复制, SLAVEOF命令

将旧的主节点变成新的主节点的从节点

3、Redis 集群Cluster

Cluster 即 集群形式。相似MySQL，Redis 集群也是一种散布式数据库打算，集群经过火片（sharding）形式来对数据启动控制，并具有分片间数据复制、缺点转移和流量调度的才干。

Redis Cluster 准许 Redis 的水平裁减。

3.1 集群Cluster 引见

Redis 集群将数据划分为 16384（2的14次方）个哈希槽（slots），假设你有多个实例节点，那么每个实例节点将控制其中一局部的槽位，槽位的信息会存储在各自所归属的节点中。以下图为例，该集群有4个 Redis 节点，每个节点担任集群中的一局部数据，数据量可以不平均。比如性能好的实例节点可以多分担一些压力。

一个Redis集群一共有16384个哈希槽，你可以有1 ~ n个节点来调配这些哈希槽，可以不平均调配，每个节点可以处置0个 到至少 16384 个槽点。当16384个哈希槽都有节点启动控制的时刻，集群处于online 形态。雷同的，假设有一个哈希槽没有被控制到，那么集群处于offline形态。

下面图中4个实例节点组成了一个集群，集群之间的信息经过Gossip协定启动交互，这样就可以在某一节点记载其余节点的哈希槽（slots）的调配状况。

3.2 Cluster形式裁减

单机的吞吐无法接受继续扩增的流量的时刻，最好的方法是从横向（scale out） 和 纵向（scale up）两方面启动裁减：

4、总结

高可用普通来说有两个含意：1）数据尽量不失落，2）保证服务尽或许可用。

AOF 和 RDB 数据耐久化保证了数据尽量不失落，而多节点来保证服务尽或许提供服务。单个节点的系统吞吐量有限，容量也有限，缺陷显著，一旦出现缺点会造成服务无法用。