Redis主从架构(replication)

Redis主从架构(replication)

一. Redis如何支持超过10w+的并发量

1. 单机 单机Redis能够承载的QPS大概在上万到几万之间，取决于机器性能、业务操作复杂性等。理论上说，单机Redis无法支撑超过10w的并发量。
2. 读写分离 对于大部分缓存系统来说，请求都是读多写少的，因此采用读写分离架构能够有效提升整体性能。 读写分离采用一主多从架构，所有写请求都由Master处理，同时Master负责将数据同步到每个Slave上。Slave负责处理所有的读请求。在这种架构上，水平扩容也十分方便，直接增加Slave节点即可。

二. replication的基本流程

1. master采用异步复制的方式，将数据同步给slave。但是从redis 2.8版本开始，slave也会周期性地与master通信，确认自己同步的数据量。
2. 一个master可以配置多个slave。
3. slave也可以连接其他的slave。
4. master进行数据同步时，是不会block正常服务的。
5. slave在进行数据复制时，也不会block自己的查询操作，它会用旧的数据提供查询服务。但是当复制完成后，需要删除旧的数据并加载新的，这时就会阻塞查询操作。
6. slave可以十分方便地进行水平扩展，提高读的吞吐量。

三. master持久化对于主从架构的意义

采用主从架构时，建议必须开启master的持久化。

不建议将slave作为master的数据热备份。因为一旦关闭master的持久化，master故障重启时，数据可能是空的，而一经复制，所有slave的数据也都丢失了。因此master一定要有持久化机制，而且要有数据备份。

尽管通过某些高可用机制(如Redis提供的sentinal)支持slave自动接管master，但是一旦没有检查到master宕机，而master又自动重启了，就可能导致上面所说的所有的slave数据都被清空，导致数据丢失。

四. 主从复制基本流程

1. slave启动时，发送PSYNC命令给master
2. 如果slave是重连到master，则master仅仅复制slave丢失的那部分数据。否则，如果slave是第一次连接到master，则master会触发一次full resynchronization
3. master执行full resynchronization时，会创建一个后台线程，生成一个RDB快照文件，同时将接受到的客户端的写命令缓存在内存中。RDB文件生成完毕后，master会将RDB文件通过网络发送给slave。slave会先将RDB文件写入磁盘，然后再从本地磁盘加载到内存中。之后，master会将内存中缓存的客户端写命令也发给slave，slave也会同步这些数据。
4. 如果由于网络故障，slave和master断开了连接，则会自动发起重连。master如果发现有多个slave重连，仅仅会启动一个rdb save操作，用一份数据服务所有的slave。

五. 主从复制的一些feature

1. 断点续传： 从redis 2.8开始，就支持主从复制的断点续传。如果主从复制过程中，网络连接断掉了，那么可以接着上次复制的地方，继续复制下去，而不是从头开始复制一份。 master 会在内存中创建一个backlog，master和slave都会保存一个replica offset还有一个master id，offset就是保存在backlog中的。如果master和slave网络连接断掉了，slave会让master从上次的replica offset开始继续复制。但是如果没有找到对应的offset，那么就会执行一次full resynchronization。
2. 无磁盘化复制： master在内存中直接创建rdb文件，然后通过网络发送给slave，不会在自己本地落地磁盘了。 配置： #开启无磁盘化复制，适用于磁盘性能较差但是网络性能好的场景 repl-diskless-sync yes #master延迟一定时间再开始复制RDB文件，目的是等待更多slave重新连接过来，便于并行复制 repl-diskless-sync-delay 5
3. 过期key处理 slave不会过期key，只会等待master过期key。如果master过期了一个key，或者通过LRU淘汰了一个key，那么会模拟一条del命令发送给slave。

六. 主从架构下的高可用性

1. 高可用的概念 如果在一年之内，99.99%的时间系统都是可以正常提供服务的，则称系统是高可用的。
2. 主从架构下的不可用
   1. 如果是一主多从的架构，一台slave故障，其他slave仍然可以提供读服务。
   2. 如果master故障，则Redis无法提供写服务，整个集群就不可用了。
3. 如何保证高可用性
   1. master下挂多个slave，保证读服务的高可用。
   2. 通过Redis提供的sentinel或其他方式，对master进行监控，一旦master故障，则开启failover，实现主备自动切换。