文章目录

集群
- 1 主从复制
- - 1.1 建立连接阶段
  - 1.2 数据同步阶段
  - 1.3 命令传播阶段
- 2 哨兵
- - 2.1 监控阶段
  - 2.2 通知阶段
  - 2.3 故障转移阶段
- 3 集群

集群

1 主从复制

为提高系统可用性，使用多台服务器提供服务

主从复制：将master中的数据即时、有效的复制到slave中

如果master宕机了，可以临时推选一个slave当选master

作用

读写分离
负载均衡
故障恢复
数据冗余，实现数据热备份
高可用基石

工作流程

建立连接阶段
数据同步阶段
命令传播阶段

1.1 建立连接阶段

// 连接方式1：客户端发送命令
slaveof <masterip> <masterport>
// 连接方式2：启动时加服务器参数
redis-server --slaveof <masterip> <masterport>
// 连接方式3：配置文件增加服务器配置
slaveof <masterip> <masterport>// 断开连接，客户端发送命令
slaveof no one

1.2 数据同步阶段

1.3 命令传播阶段

命令传播阶段出现了断网现象

网络闪断闪联：忽略
短时间网络中断：部分复制
长时间网络中断：全量复制

部分复制的三个核心要素

服务器的运行id：是每一台服务器每次运行的身份识别码，是随机的40位十六进制字符。用于slave识别身份，每次操作同一台服务器。id由服务器在启动时自动生成，首次连接slave时会发送给slave
主服务器的复制积压缓冲区：FIFO队列，用于存储服务器执行过程中的命令，每次传播命令除了会发送给slave，还会存储在复制积压缓冲区
主从服务器的复制偏移量：复制积压缓冲区由偏移量和字节值（存储指令）组成，offerset用于slave和master记录当前发送的命令到哪个位置

心跳机制，实现双方连接在线

master心跳：指令ping，用于判断slave是否在线
slave心跳：指令replconf ACK {offset}，用于判断master是否在线和汇报自己的复制偏移量，获取最新数据

2 哨兵

哨兵是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的master并讲所有slave连接到新的master

哨兵也是redis服务器，通常配置为单数

作用

监控：不断检查master和slave是否正常运行
通知：当被监控的服务器出现问题时，向其他客户端发送通知
自动故障转移：断开master与slave连接，选取一个新的slave作为master

// 启动哨兵
redis-sentinel sentinel.conf// 哨兵配置文件
// 2个哨兵觉得主服务器挂了就是真的挂了
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
// 主服务器30s没相应，认定为挂了
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
// 新的主服务器上任后，最多1个同步
sentinel parallel-syncs mymaster 1
// 同步超过180s算作超时
sentinel failover-timeout mymaster 180000

2.1 监控阶段

sentinel向master发送info指令寻求信息（包含master和slave的信息）
sentinel与master建立cmd连接用于发送通信指令
sentinel向slave发送info指令寻求信息
当新的sentinel进来之后，同样向master发送info指令寻求信息，并建立cmd连接
新的sentinel与原先的sentinel定时发送ping命令并建立连接
一般情况下，sentinel以每十秒一次的频率向被监视的主服务器和从服务器发送info指令。如果主服务器处于下线状态，或正在故障转移，则对从服务器发送info指令的频率改为每秒一次
多个sentinel之间以每两秒一次的频率向hello频道发送消息来向其他sentinel宣告自己的存在
sentinel以每秒一次的频率向主服务器、从服务器、其他sentinel发送ping命令判断是否在线

2.2 通知阶段

2.3 故障转移阶段

当其中的一个sentinel发现master挂了的时候，master标记为主观下线s_down
其他sentinel会去确认master是否挂了，如果是则master标记为客观下线o_down
sentinel内部进行投票，每个sentinel投给最先收到竞选消息的sentinel，选出一个谈判者
sentinel挑选备选master，依次按照在线的、响应快的、与原master最近沟通的、优先级、offset、runid小的，从slave中选择一个新master
向新master发送slaveof no one指令，向其他slave发送slaveof和新master的ip端口

3 集群

集群通过分片的方式来保存数据库中的键值对：数据库被分为16384个槽（将key通过hash计算再取模上一个值，得出存储的槽），每个节点可以处理其中的一部分槽，强调分布式，每个服务器之间都知道key所对应的槽在哪个服务器

重新分片：将属于某个槽的所有键值对从一个节点转移至另一个节点

执行命令

如果键所在的槽在当前节点，那么直接执行命令，否则返回一个MOVED错误，指引客户端重定向至正确的节点，并再次发送命令
当客户端向源节点发送命令，但是当前槽正好被迁移至别的数据库时，返回一个ASK错误，指引客户端转向正在导入槽的目标节点，并再次发送命令

MOVEN错误和ASK错误的区别

MOVED错误代表槽的负责权已经从一个节点转向另一个节点：在客户端收到MOVED错误之后，以后每次收到这个槽的命令，都可以直接将命令发送至正确的服务器上
ASK错误只是在两个节点正在迁移槽的过程中使用的临时措施：在客户端收到ASK错误之后，只会在接下来一次命令中将请求转向正确的服务器，不会对以后的命令产生影响

// 与ip和port所指定的节点握手，连接到对应的集群中
cluster meet <ip> <port>
// 将某个槽指派给当前节点
cluster addslots <slot> [slot ...]
// 查看一个键属于哪个槽
cluster keyslot <key>// cluster配置// 是否开启集群模式
cluster-enabled yes|no
// cluster配置文件名，该文件自动生成
cluster-config-file <filename>
// 节点服务器响应超时时间
cluster-node-timeout <milliseconds>
// master连接的slave最小数量
cluster-migration-barrier <count>

消息

MEET消息：当发送者接收到客户端的CLUSTER MEET命令后，发送者会发送MEET消息，请求接收者加入发送者当前集群
PING消息：集群里每隔节点每隔一段时间会发送PING消息检测别的节点是否在线
PONG消息：接收者收到MEET消息或者PING消息时，会回复一条PONG消息
FAIL消息：当一个主节点旁段另一个主节点进入FAIL状态时，会广播一条关于另一个节点FAIL的消息，其他节点会标记它下线
PUBLISH消息：当一个节点收到PUBLISH命令时，会向集群广播一条PUBLISH命令，所有接收到这条命令的节点都会执行相同的PUBLISH命令

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