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Redis機(jī)制下的復(fù)制化實(shí)現(xiàn)
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Redis，是一種高性能的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)和處理，適用于分布式系統(tǒng)及高并發(fā)場景。在分布式下，數(shù)據(jù)的高可用性是非常重要的，因此Redis提供了復(fù)制化機(jī)制來解決單點(diǎn)故障的問題。本文將介紹Redis機(jī)制下的復(fù)制化實(shí)現(xiàn)。
復(fù)制化介紹
Redis的復(fù)制化機(jī)制，即將一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和高可用性。Redis的復(fù)制支持主從模式，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)充當(dāng)主節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)充當(dāng)從節(jié)點(diǎn)，對(duì)于主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新，從節(jié)點(diǎn)會(huì)同步更新，從而保證數(shù)據(jù)的一致性。
主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的區(qū)別
主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理客戶端的請求，可以執(zhí)行讀寫操作；從節(jié)點(diǎn)只能執(zhí)行讀操作，不能執(zhí)行寫操作。從節(jié)點(diǎn)的任務(wù)是同步主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并為客戶端提供讀取服務(wù)。主從節(jié)點(diǎn)的角色在Redis中是可以切換的。
復(fù)制化相關(guān)配置選項(xiàng)
在Redis中啟用復(fù)制化機(jī)制，需要在redis.config配置文件中設(shè)置一些參數(shù)，如下所示：
# 主節(jié)點(diǎn)相關(guān)配置（在從節(jié)點(diǎn)配置文件中要提到主節(jié)點(diǎn)的IP地址和端口）
bind 0.0.0.0
port 6379
requirepass foobar #主節(jié)點(diǎn)密碼
# 從節(jié)點(diǎn)相關(guān)配置
slaveof master_ip master_port # 從節(jié)點(diǎn)連接主節(jié)點(diǎn)的IP地址和端口
masterauth foobar #主節(jié)點(diǎn)密碼
圖示
下圖為Redis機(jī)制下的復(fù)制化架構(gòu)：
復(fù)制化過程
主節(jié)點(diǎn)將自己的數(shù)據(jù)更新（寫操作）同步到至少一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過程可以分為以下四個(gè)步驟：
1. 主節(jié)點(diǎn)會(huì)記錄每個(gè)從節(jié)點(diǎn)的復(fù)制偏移量（replication offset），表示從節(jié)點(diǎn)接收到了主節(jié)點(diǎn)的哪些數(shù)據(jù)。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)斷開重連后，主節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)這個(gè)偏移量，將從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新到與主節(jié)點(diǎn)狀態(tài)一致的點(diǎn)。
2. 當(dāng)主節(jié)點(diǎn)接收到客戶端的寫請求，主節(jié)點(diǎn)將請求記錄到自己的AOF日志（Append Only File）中，并將這個(gè)請求發(fā)送給所有的從節(jié)點(diǎn)。
3. 從節(jié)點(diǎn)接收到主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新請求，如果從節(jié)點(diǎn)上也有相同的數(shù)據(jù)，就覆蓋掉之前的數(shù)據(jù)。如果從節(jié)點(diǎn)上沒有這個(gè)數(shù)據(jù)，則把數(shù)據(jù)寫入本地的數(shù)據(jù)庫里。
4. 從節(jié)點(diǎn)每隔一定時(shí)間會(huì)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令同步請求，主節(jié)點(diǎn)會(huì)將從上次同步以來，主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的命令依次返回給從節(jié)點(diǎn)，直到從節(jié)點(diǎn)的復(fù)制偏移量與主節(jié)點(diǎn)相同。到此，從節(jié)點(diǎn)已經(jīng)和主節(jié)點(diǎn)達(dá)成了一致的狀態(tài)。
總結(jié)
Redis的復(fù)制化機(jī)制是保證高可用性的重要手段，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和自動(dòng)故障切換，并且可以提高系統(tǒng)整體的讀取效率，對(duì)于Redis應(yīng)用的開發(fā)和運(yùn)維人員來說，了解和掌握Redis的復(fù)制化機(jī)制是非常必要的。
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