Redis主从复制架构搭建
Redis虽然拥有非常高的性能，但是在实际的生产环境中，使用单机模式还是会产生不少问题的，比如说容易出现单机故障，容量瓶颈，以及QPS瓶颈等问题。通常环境下，主从复制、哨兵模式、Redis Cluster是3种比较常见的解决方案，本文将通过实例演示如何搭建Redis主从复制环境，并对其原理进行分析。
一、搭建主从复制架构
1、创建3个目录redis8000，redis8001，redis8002目录下。将默认配置文件redis.conf拷贝到redis8000下，将redis8000指定为主机，修改以下参数:
bind 0.0.0.0
port 8000
pidfile /var/run/redis_8000.pid
logfile "redis8000.log"
#节省性能，关闭rdb持久化，注释以下配置
#save 900 1
#save 300 10
#save 60 10000
dbfilename dump8000.rdb
dir /home/hydra/files/redis/slave/redis8000/
requirepass 123456
2、将修改后的redis.conf文件拷贝到redis8001和redis8002目录下，首先批量替换配置文件中的8000端口为自己的端口：
%s/8000/8001/g
修改配置文件：
replicaof 127.0.0.1 8000
masterauth 123456
#从机开启aof持久化
appendonly yes
3、分别启动3个redis实例
./redis-5.0.4/src/redis-server ./slave/redis8000/redis.conf
./redis-5.0.4/src/redis-server ./slave/redis8001/redis.conf
./redis-5.0.4/src/redis-server ./slave/redis8002/redis.conf
查看进程，启动成功：
4、通过redis客户端连接主机redis8000：
./redis-5.0.4/src/redis-cli -p 8000 -a 123456
登录成功后，使用指令查看主从架构：
info replication
可以看出，主机8000拥有两台从机，从机8001和8002连接成功。
5、通过redis客户端连接从机redis80001，同样通过指令查看主从状态：
可以看出8001的角色为slave从机，并且可以查看主机8001的相关信息。
6、此外，还可以通过指令的模式动态分配主从。复制一个redis8000的配置文件至redis8003下，修改端口为8003，其他配置不做改动。使用redis客户端登录8003后，输入指令指定主机：
slaveof 127.0.0.1 8000
动态指定主机后，如果主机设置了密码，还需要通过指令配置主机密码：
config set masterauth 123456
配置完成后，查看8003从机状态：
查看8000主机状态：
新添加的从机8003已经被添加到8000的从机当中。
需要注意的是，使用命令动态指定的主从状态，在从机重启后会失效。首先使用kill命令杀死8003进程，然后查看主从状态：
可以发现，现在从机只剩下两台，为8001和8002。然后重启8003并再次查看状态：
仍然为8001和8002两台从机，证明了指令指定主从在重启后会失效。
7、进行读写测试，首先测试主机，读写均能正常：
测试从机，发现可以正常读数据，但是写数据失败：
这是因为在主从复制的架构下，只有主机能够写数据，从机为只读模式。这是在配置文件中指定的。在Redis2.6版本以后，默认从机为只读模式：
replica-read-only yes
需要注意这里不能将这个配置改为no，因为主机不会监听到从机的写数据事件，因而造成主从数据的不一致。
二、全量复制
用于初次复制或其它无法进行部分复制的情况，将主节点中的所有数据都发送给从节点。当数据量过大的时候，会造成很大的网络开销。流程如下：
1、从机发送：
psync ? -1
这里的"？"是因为从机暂时不知道主机的runId， -1代表全量复制
2、主机发送指令，把自己的runid和offset传给从机：
fullresync{runid，offset}
可以通过命令查看这两个参数：
#可以查看runid
info server
#可以查看offset
info replication
从机之后会上报自己的偏移量offset给主机，当主机的offset和从机的offset不一样时，说明数据不一致。
3、从机保存主机数据：
save master info
4、主机执行bgsave，全量复制会触发rdb持久化。
bgsave
主机在生成rdb文件时，可能会有新的数据写入。这时redis把新写入的数据写入一个缓冲区repl_back_buffer，默认大小1M。可以通过repl-backlog-size设置缓冲区大小
5、主机发送rdb给从机：
send rdb
6、主机发送缓冲区数据给从机：
send buffer
7、从机把从机本身上的数据清空：
flush old data
8、从机加载主机发送过来的rdb和buffer数据：
load rdb&buffer
在全量复制中，消耗的时间包括：
- 执行bgsave进行持久化的时间
- rdb文件网络传输时间
- 从节点请求请求数据时间
- 从机加载rdb的时间
- 如果从节点开启了aof持久化，可能进行aof重写的时间
三、部分复制
部分复制主要是Redis针对全量复制过高的开销进行的一种优化措施。Redis 希望能够在主机出现抖动或连接断开的时候，可以通过部分复制机制将损失降低到最低。
具体流程如下：
- 出现网络抖动，连接断开 connection lost
- 主机继续写复制缓冲区repl_back_buffer
- 从机继续尝试连接主机
- 从机slave 会把自己当前 runid 和偏移量传输给主机 master，并且执行 pysnc 命令同步
- 如果 master 发现偏移量是在缓冲区的范围内，就会返回 continue 命令
- 同步了 offset 的部分数据，所以部分复制的基础就是偏移量 offset。
那么在正常的情况下，Redis是如何决定全量复制还是部分复制的呢？从机将自己的offset发送给主机后，主机根据offset和缓冲区大小决定能否执行部分复制：
- 如果offset偏移量之后的数据，仍然都在复制积压缓冲区里，则执行部分复制
- 如果offset偏移量之后的数据已不在复制积压缓冲区中，则执行全量复制
四、主从复制架构缺点
1.由于所有的写操作都是先在主机上操作，然后同步更新到从机上，所以同步过程有一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重。从机数量增加时，会使这个问题更加严重。
2.当主机宕机之后，将不能进行写操作，需要手动将从机升级为主机，从机需要重新指定主机。
手动在一台从机上执行下面命令，将它升级为主机：
slave of no one
再在其他从机上执行slave of指令，将自身变成新主机的从机：
slave of 192.168.0.1 800X
可以看出这种情况下，当主机宕机后，后续的修复流程由人工操作，非常麻烦，因此在这种情况下Redis引入了哨兵模式，来完成主机宕机后的自动故障转移，之后文章我们具体来聊聊哨兵模式。