Redis进阶篇05 — 复制技术（二）Redis主从复制
陸風睿
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1408 字
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21 分钟

主从复制

同 MySQL 一样，为了满足 HA （高可用）特性和容灾备份机制，Redis 也同样支持复制技术。主从同步（主从复制）是基于复制技术实现高可用的其中一个，后面的哨兵（sentinel）和集群（cluster）也是基于复制技术演化而来。

我们常说的主（master）和从（slave）在 MySQL 中是：

  • source（早先版本称为 master）
  • replica（早先版本称为 slave）

在 Redis 这里的名称会有些不太一样，它们被称为：

  • master
  • replica

为了和官方的术语保持一致，后面我都会使用 master 和 replica 来说明。同 MySQL 的主从复制一样，Redis 的主从复制也是使用的 异步复制 。有关更多的详细信息，参阅官方文档—— https://redis.io/docs/management/replication/

有关 Redis 的主从复制，你需要知道的：

  • 主从复制中，Redis 使用的是 异步复制；
  • 一个 master 可以有多个 replica；
  • 除了可以将所有的 replica 连接到一个 master 之外，replica 与 replica 之间也是可以采用一种叫做级联式的结构进行连接，此时所有的 sub-replica 将接受与 replica 相同的数据流；
  • Redis 的复制是非阻塞式的。这意味着，当一个或多个 replica 执行初始化同步或部分再同步时，master 可以继续处理查询。
  • 权限相关。当您的 master 设置了 requirepass 参数的值，那么 replica 需要配置 masterauth 来校验密码，以允许 replica 的访问请求能够到达 master
  • 一旦 master 和 replica 连接成功，则 master 可以读写，但 replica 只能读。
  • 正常启动时的顺序——先启动 master，再启动 replica。正常关闭时的顺序——先关闭 replica，最后关闭 master。

相关的 Redis 命令

  • info replication – 查看有关 master/replica 的信息
  • replicaof – 动态更改 replica 的复制设置，临时生效。比如 Redis 已经充当了 replica 角色，使用 replicaof no one 将关闭复制并同时转换为 master 角色；正常情况下，你可以指定命令的 host port 参数，使当前的 Redis 服务器变更为 replica 角色

基础信息列表

我这里以部署一主两从为例，相关的信息如下表所示：

OS 环境 主机名 Redis 版本 IP 时间同步程序
RL 8.9 全新安装 Master 7.2.3(源代码) 192.168.100.3/24 chrony
RL 8.9 全新安装 Replica1 7.2.3(源代码) 10.1.1.3/24 chrony
RL 8.9 全新安装 Replica2 7.2.3(源代码) 10.1.1.4/24 chrony

配置 Master(192.168.100.3/24)

配置时间同步程序

Shell > vim /etc/chrony.conf
server ntp1.tencent.com iburst
server ntp2.tencent.com iburst
server ntp3.tencent.com iburst
server ntp4.tencent.com iburst
...

Shell > systemctl restart chronyd.service

执行 Redis 相关操作

# 下载并解压到指定目录
Shell > wget  https://github.com/redis/redis/archive/7.2.3.tar.gz
Shell > tar -zvxf redis-7.2.3.tar.gz -C /usr/local/src/ 

# 启用相关的存储库并安装相关的依赖包
Shell > dnf config-manager --set-enabled powertools && dnf  -y install epel-release
Shell > dnf -y install jemalloc-devel make gcc-c++ python3
Shell > mkdir -p /usr/local/redis/

# 开始编译安装
Shell > cd  /usr/local/src/redis-7.2.3/ &&  make  &&  make  PREFIX=/usr/local/redis/  install

# 创建配置文件所在的目录，创建持久化所需要的目录、创建所需要的日志目录
Shell > mkdir /usr/local/redis/config/ && mkdir /usr/local/redis/DB/ && mkdir /usr/local/redis/logs/
## 复制配置文件到目录中
Shell > cp -p /usr/local/src/redis-7.2.3/redis.conf  /usr/local/redis/config/

# 一些基本的配置修改工作，这些配置参数代表的含义你应该很清楚了
## 开启的是混合持久化
Shell > vim /usr/local/redis/config/redis.conf
...
bind 192.168.100.3
...
protected-mode no
...
daemonize yes
...
pidfile /var/run/master_6379.pid
...
loglevel notice
logfile /usr/local/redis/logs/master-redis.log
...
dbfilename master-dump.rdb
...
dir /usr/local/redis/DB/
...
requirepass MyPassword
...
rename-command flushall ""
rename-command flushdb ""
...
appendonly yes
appendfilename "master-appendonly.aof"
appenddirname "master-appendonlydir"
...
aof-use-rdb-preamble yes
...

配置完成后，尝试启动：

Shell > /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/config/redis.conf

Shell > ss -tulnp
Netid  State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port     Peer Address:Port  Process
udp    UNCONN   0        0              127.0.0.1:323           0.0.0.0:*      users:(("chronyd",pid=2012,fd=5))
udp    UNCONN   0        0                  [::1]:323              [::]:*      users:(("chronyd",pid=2012,fd=6))
tcp    LISTEN   0        511        192.168.100.3:6379          0.0.0.0:*      users:(("redis-server",pid=28866,fd=6))
tcp    LISTEN   0        128              0.0.0.0:22            0.0.0.0:*      users:(("sshd",pid=734,fd=3))
tcp    LISTEN   0        128                 [::]:22               [::]:*      users:(("sshd",pid=734,fd=4))

Shell > tail -n 10 /usr/local/redis/logs/redis.log
1460:C 09 Dec 2023 23:29:49.490 * oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
1460:C 09 Dec 2023 23:29:49.490 * Redis version=7.2.3, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1460, just started
1460:C 09 Dec 2023 23:29:49.490 * Configuration loaded
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.490 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.490 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.491 * Running mode=standalone, port=6379.
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.492 * Server initialized
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.493 * Creating AOF base file master-appendonly.aof.1.base.rdb on server start
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.494 * Creating AOF incr file master-appendonly.aof.1.incr.aof on server start
1460:M 09 Dec 2023 23:29:49.494 * Ready to accept connections tcp

到这里，我们的 Master 配置成功。

配置 Replica1(10.1.1.3/24)

配置时间同步程序

Shell > vim /etc/chrony.conf
server ntp1.tencent.com iburst
server ntp2.tencent.com iburst
server ntp3.tencent.com iburst
server ntp4.tencent.com iburst
...

Shell > systemctl restart chronyd.service

执行 Redis 相关操作

# 下载并解压到指定目录
Shell > wget  https://github.com/redis/redis/archive/7.2.3.tar.gz
Shell > tar -zvxf redis-7.2.3.tar.gz -C /usr/local/src/ 

# 启用相关的存储库并安装相关的依赖包
Shell > dnf config-manager --set-enabled powertools && dnf  -y install epel-release
Shell > dnf -y install jemalloc-devel make gcc-c++ python3
Shell > mkdir -p /usr/local/redis/

# 开始编译安装
Shell > cd  /usr/local/src/redis-7.2.3/ &&  make  &&  make  PREFIX=/usr/local/redis/  install

# 创建配置文件所在的目录，创建持久化所需要的目录、创建所需要的日志目录
Shell > mkdir /usr/local/redis/config/ && mkdir /usr/local/redis/DB/ && mkdir /usr/local/redis/logs/
## 复制配置文件到目录中
Shell > cp -p /usr/local/src/redis-7.2.3/redis.conf  /usr/local/redis/config/

# 基本的配置工作
Shell > vim /usr/local/redis/config/redis.conf
...
bind 10.1.1.3
...
protected-mode no
...
daemonize yes
...
pidfile /var/run/replica1_6379.pid
...
loglevel notice
logfile /usr/local/redis/logs/replica1-redis.log
...
dbfilename replica1-dump.rdb
...
dir /usr/local/redis/DB/
...
replicaof 192.168.100.3 6379    ← 指定 master 的ip和端口
...
masterauth MyPassword          ← 指定 master 的认证密码
...
requirepass Replica1Password
...
rename-command flushall ""
rename-command flushdb ""
...
appendonly yes
appendfilename "replica1-appendonly.aof"
appenddirname "replica1-appendonlydir"
...
aof-use-rdb-preamble yes
...

尝试启动并查看日志：

Shell > /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/config/redis.conf

Shell > ss -tulnp
Netid       State       Recv-Q       Send-Q     Local Address:Port     Peer Address:Port    Process
udp         UNCONN       0            0             127.0.0.1:323          0.0.0.0:*        users:(("chronyd",pid=719,fd=5))
udp         UNCONN       0            0                [::1]:323            [::]:*          users:(("chronyd",pid=719,fd=6))
tcp         LISTEN       0            511           10.1.1.3:6379         0.0.0.0:*         users:(("redis-server",pid=9856,fd=6))
tcp         LISTEN       0            128             0.0.0.0:22           0.0.0.0:*        users:(("sshd",pid=734,fd=3))
tcp         LISTEN       0            128              [::]:22              [::]:*          users:(("sshd",pid=734,fd=4))

# 查看日志，有如下的文本提示即表示复制成功
Shell > cat /usr/local/redis/logs/replica1-redis.log
...
9856:S 09 Dec 2023 23:54:32.624 * Connecting to MASTER 192.168.100.3:6379
9856:S 09 Dec 2023 23:54:32.624 * MASTER <-> REPLICA sync started
...
9856:S 09 Dec 2023 23:54:37.083 * MASTER <-> REPLICA sync: Finished with success
...
9856:S 09 Dec 2023 23:54:37.155 * Background AOF rewrite finished successfully

此时的 Replica1 配置完成

配置 Replica2(10.1.1.4/24)

配置时间同步程序

Shell > vim /etc/chrony.conf
server ntp1.tencent.com iburst
server ntp2.tencent.com iburst
server ntp3.tencent.com iburst
server ntp4.tencent.com iburst
...

Shell > systemctl restart chronyd.service

执行 Redis 相关操作

# 下载并解压到指定目录
Shell > wget  https://github.com/redis/redis/archive/7.2.3.tar.gz
Shell > tar -zvxf redis-7.2.3.tar.gz -C /usr/local/src/ 

# 启用相关的存储库并安装相关的依赖包
Shell > dnf config-manager --set-enabled powertools && dnf  -y install epel-release
Shell > dnf -y install jemalloc-devel make gcc-c++ python3
Shell > mkdir -p /usr/local/redis/

# 开始编译安装
Shell > cd  /usr/local/src/redis-7.2.3/ &&  make  &&  make  PREFIX=/usr/local/redis/  install

# 创建配置文件所在的目录，创建持久化所需要的目录、创建所需要的日志目录
Shell > mkdir /usr/local/redis/config/ && mkdir /usr/local/redis/DB/ && mkdir /usr/local/redis/logs/
## 复制配置文件到目录中
Shell > cp -p /usr/local/src/redis-7.2.3/redis.conf  /usr/local/redis/config/

# 基本的配置修改工作
Shell > vim /usr/local/redis/config/redis.conf
...
bind 10.1.1.4
...
protected-mode no
...
daemonize yes
...
pidfile /var/run/replica2_6379.pid
...
loglevel notice
logfile /usr/local/redis/logs/replica2-redis.log
...
dbfilename replica2-dump.rdb
...
dir /usr/local/redis/DB/
...
replicaof 192.168.100.3 6379    ← 指定 master 的ip和端口
...
masterauth MyPassword          ← 指定 master 的认证密码
...
requirepass Replica2Password
...
rename-command flushall ""
rename-command flushdb ""
...
appendonly yes
appendfilename "replica2-appendonly.aof"
appenddirname "replica2-appendonlydir"
...
aof-use-rdb-preamble yes
...

尝试启动并查看日志：

Shell > /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/config/redis.conf

Shell > ss -tulnp

# 查看日志，有如下的文本提示即表示复制成功
Shell > cat /usr/local/redis/logs/replica2-redis.log
...
9957:S 10 Dec 2023 00:22:14.317 * MASTER <-> REPLICA sync started
9957:S 10 Dec 2023 00:22:14.318 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
...
9957:S 10 Dec 2023 00:22:19.114 * MASTER <-> REPLICA sync: Finished with success
...
9957:S 10 Dec 2023 00:22:19.149 * Background AOF rewrite terminated with success

此时的 Replica2 配置完成

排错

您可以从这几个方面来查阅错误：

  • 查阅 master 的 Redis 日志；查阅 replica 的 Redis 日志
  • 使用相关的 Redis 命令
  • 网络
  • 防火墙配置
  • SeLinux

对于 master 角色，info repolication 命令的正常的输出内容如下：

192.168.100.3:6379> info replication
# Replication
role:master        ← 所扮演的角色为 master
connected_slaves:2  ← 拥有 2 个 replica
slave0:ip=10.1.1.3,port=6379,state=online,offset=126,lag=1  ← replica 的信息以及状态
slave1:ip=10.1.1.4,port=6379,state=online,offset=126,lag=0  ← replica 的信息以及状态
master_failover_state:no-failover
master_replid:46cd664c523fd4b3e8bb9aeb628d8be45951d12f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:126
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:126

对于 replica 角色，info repolication 命令的正常的输出内容如下：

10.1.1.3:6379> info replication
# Replication
role:slave              ← 所扮演的角色为 slave
master_host:192.168.100.3  
master_port:6379
master_link_status:up   ← 与 master 的连接状态为 up
master_last_io_seconds_ago:10
master_sync_in_progress:0
slave_read_repl_offset:336
slave_repl_offset:336
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:46cd664c523fd4b3e8bb9aeb628d8be45951d12f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:336
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:15
repl_backlog_histlen:322

Q&A

Q：建立了主从关系后，master 真的可以读写吗？replica 只能读吗？

是的。

Shell(Master)> /usr/local/redis/bin/redis-cli -h 192.168.100.3 -p 6379 -a MyPassword 
192.168.100.3:6379> set product redis
OK

Shell(Replica1)> /usr/local/redis/bin/redis-cli -h 10.1.1.3 -p 6379 -a "Replica1Password"
10.1.1.3:6379> keys *
1) "product"
10.1.1.3:6379> get product
"redis"
10.1.1.3:6379> set version 7
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

Q：当其中一个 replica 因不可抗拒的因素宕机了，在宕机后， master 写入的数据会因为 replica 恢复后重新同步吗？

是的。

# 假设 Replica1 的 Redis 宕机了
Shell(Replica1)> killall redis-server

# 在 Replica1 宕机之后，Master 执行的命令
192.168.100.3:6379> set name PC
OK

# 重新恢复 Replica1 的 Redis
Shell(Replica1)> /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/config/redis.conf
Shell(Replica1)> /usr/local/redis/bin/redis-cli -h 10.1.1.3 -p 6379 -a "Replica1Password"
10.1.1.3:6379> keys *
1) "product"
2) "name"

Q：当 master 的 Redis 宕机了，会出现什么情况？

各个 replica 会继续等待 master 的恢复。

# 假设 Master 的 Redis 宕机了
Shell(Master) > killall redis-server

# 在 Replica1 上查看复制有关的信息
10.1.1.3:6379> info replication
# Replication
role:slave      ← 扮演角色未发生变化
master_host:192.168.100.3
master_port:6379
master_link_status:down    ← 主从连接的状态变更为 down
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_read_repl_offset:2079
slave_repl_offset:2079
master_link_down_since_seconds:11
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:46cd664c523fd4b3e8bb9aeb628d8be45951d12f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:2079
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1688
repl_backlog_histlen:392
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