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Redis主从复制
#1 Redis为什么需要主从复制 ?
在单机版(仅有一个Redis)的Redis中,数据的读写操作都只能靠一个Redis完成,当数据量大的时候,无法满足我们的需求
#2 什么是Redis主从 ?
Redis主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步，从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得Redis可执行单层树复制。存盘可以有意无意的对数据进行写操作。由于完全实现了发布/订阅机制，使得从数据库在任何地方同步树时，可订阅一个频道并接收主服务器完整的消息发布 记录。同步对读取操作的可扩展性和数据冗余很有帮助。
#3 Redis主从工作原理
Redis的主从结构可以采用一主多从或者级联结构，Redis主从复制可以根据是否是全量分为全量同步和增量同步。
#3.1 全量同步
Redis全量复制一般发生在Slave初始化阶段，这时Slave需要将Master上的所有数据都复制一份。具体步骤如下：
- 从服务器连接主服务器，发送SYNC命令；
- 主服务器接收到SYNC命名后，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；
- 主服务器BGSAVE执行完后，向所有从服务器发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令；
- 从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照；
- 主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令；
- 从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；
#3.2 增量同步
Redis增量复制是指Slave初始化后开始正常工作时主服务器发生的写操作同步到从服务器的过程。 增量复制的过程主要是主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送相同的写命令，从服务器接收并执行收到的写命令。
#3.3 Redis主从同步策略
主从刚刚连接的时候，进行全量同步；全同步结束后，进行增量同步。当然，如果有需要，slave 在任何时候都可以发起全量同步。redis 策略是，无论如何，首先会尝试进行增量同步，如不成功，要求从机进行全量同步。
注意:
如果多个Slave断线了，需要重启的时候，因为只要Slave启动，就会发送sync请求和主机全量同步，当多个同时出现的时候，可能会导致Master IO剧增宕机。
存在的问题:
Redis的主从复制下，一旦主节点由于故障不能提供服务，需要人工将从节点晋升为主节点，同时还要通知应用方更新主节点地址，对于很多应用场景这种故障处理的方法是无法接受的。但是Redis从2.8开始正式提供了Redis Sentinel（哨兵）架构来解决这个问题。
#4 Redis 哨兵
Redis Sentinel是一个分布式架构，其中包含若干个Sentinel节点和Redis数据节点，每个Sentinel节点会对数据节点和其余Sentinel节点进行监控，当它发现节点不可达时，会对节点做下线标识。如果被标识的是主节点，它还会和其他Sentinel节点进行“协商”，当大多数Sentinel节点都认为主节点不可达时，它们会选举出一个Sentinel节点来完成自动故障转移的工作，同时会将这个变化通知给Redis应用方。整个过程完全是自动的，不需要人工来介入，所以这套方案很有效地解决了Redis的高可用问题。
实现原理：
- 三个定时监控任务
- 每隔10秒，每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取最新的拓扑结构。
- 每隔2秒，每个Sentinel节点会向Redis数据节点的__sentinel__:hello频道上发送该Sentinel节点对于主节点的判断以及当前Sentinel节点的信息，同时每个Sentinel节点也会订阅该频道，来了解其他Sentinel节点以及它们对主节点的判断。
- 每隔一秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点发送一条ping命令做一次心跳检测，来确认这些节点当前是否可达。
- 主观下线
因为每隔一秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点发送一条ping命令做一次心跳检测，当这些节点超过down-after-milliseconds没有进行有效回复，Sentinel节点就会对该节点做失败判定，这个行为叫做主观下线。
- 客观下线
当Sentinel主观下线的节点是主节点时，该Sentinel节点会向其他Sentinel节点询问对主节点的判断，当超过个数，那么意味着大部分的Sentinel节点都对这个主节点的下线做了同意的判定，于是该Sentinel节点认为主节点确实有问题，这时该Sentinel节点会做出客观下线的决定。
- 领导者Sentinel节点选举
Raft算法：假设s1(sentinel-1)最先完成客观下线，它会向其余Sentinel节点发送命令，请求成为领导者；收到命令的Sentinel节点如果没有同意过其他Sentinel节点的请求，那么就会同意s1的请求，否则拒绝；如果s1发现自己的票数已经大于等于某个值，那么它将成为领导者。
- 故障转移
- 领导者Sentinel节点在从节点列表中选出一个节点作为新的主节点
- 上一步的选取规则是与主节点复制相似度最高的从节点
- 领导者Sentinel节点让剩余的从节点成为新的主节点的从节点
- Sentinel节点集合会将原来的主节点更新为从节点，并保持着对其关注，当其恢复后命令它去复制新的主节点