一、Redis主从复制
1、Redis主从复制概述
主从复制是将一台主Redis服务器（master）的数据复制到其它的从服务器（slave）。数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。默认情况下，每台Redis服务器都是主节点，且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。
2、主从复制的作用
1.数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
2.故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复。
3.负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。
4.高可用基础：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。
3、主从复制流程
1. 每次从节点启动后，都会给主机发送psync指令。
2. 主节点立刻进行存盘操作，发送RDB文件给从节点。
3. 从节点收到RDB文件后，进行全盘加载。
4. 之后每次主节点的写操作，都会立刻发送给从节点，从节点执行相同的命令。
4、搭建Redis主从复制
Msater：192.168.246.77
slave1：192.168.246.177
slave2：192.168.246.97
1.安装Redis
[root@slave1-177 ~]# yum install -y gcc gcc-c++ make
[root@slave1-177 ~]# cd /opt
[root@slave1-177 opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
[root@slave1-177 opt]# cd /opt/redis-5.0.7/
[root@slave1-177 redis-5.0.7]# make
[root@slave1-177 redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis install
[root@slave1-177 redis-5.0.7]# cd /opt/redis-5.0.7/utils
[root@slave1-177 utils]# ./install_server.sh #执行后一直回车到下面字段
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
#在中括号后加上路径接着回车
Selected config:
Port : 6379
Config file : /etc/redis/6379.conf
Log file : /var/log/redis_6379.log
Data dir : /var/lib/redis/6379
Executable : /usr/local/redis/bin/redis-server
Cli Executable : /usr/local/redis/bin/redis-cli
Is this ok? Then press ENTER to go on or Ctrl-C to abort.
Copied /tmp/6379.conf => /etc/init.d/redis_6379
Installing service...
Successfully added to chkconfig!
Successfully added to runlevels 345!
Starting Redis server...
Installation successful!
[root@slave1-177 utils]# ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
2.修改Redis配置文件
Master节点
[root@localhost ~]# vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0 #70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定工作目录
appendonly yes #700行，开启AOF持久化功能
[root@localhost ~]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
Slave节点
[root@slave1-177 utils]# vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0 #70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定工作目录
replicaof 192.168.246.77 6379 #287行，指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes #700行，开启AOF持久化功能
[root@slave1-177 utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
3.验证
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.246.177,port=6379,state=online,offset=364,lag=0
slave1:ip=192.168.246.97,port=6379,state=online,offset=364,lag=1
master_replid:1879e3a7a52d8ba2e7c191537fd251aa581305e3
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:364
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:364
二、Redis哨兵模式
1、哨兵模式概述
主从模式切换的方法是，当服务器宕机后，需要手动将从机切换为主机，需要人工干预，不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点，就有了哨兵模式。
哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。
哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：
①哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。
②数据节点：主节点和从节点都是数据节点。
2、哨兵模式原理
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并将所有slave连接到新的 Master。整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。
3、哨兵模式作用
1.监控
哨兵会不断的检查主节点和从节点是否运作正常
2.自动故障转移
当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其它从节点改为复制新的主节点。
3.通知
哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端
4.故障转移机制
①由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障，每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息，那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了（单方面的）。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了，这样就客观下线了。
②当主节点出现故障，此时哨兵节点会通过Raft算法（选举算法）实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader，来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。
③由leader哨兵节点执行故障转移，过程如下：
将某一个从节点升级为新的主节点，让其它从节点指向新的主节点；
若原主节点恢复也变成从节点，并指向新的主节点；
通知客户端主节点已经更换。
5.主节点选举机制
①过滤掉不健康的（已下线的），没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
②选择配置文件中从节点优先级配置最高的。（replica-priority，默认值为100）
③选择复制偏移量最大，也就是复制最完整的从节点
4、搭建Redis哨兵模式
哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式
Master：192.168.246.77
slave1：192.168.246.177
slave2：192.168.246.97
1.修改哨兵配置文件（所有节点）
[root@localhost ~]# vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
protected-mode no #17行，关闭保护模式
port 26379 #21行，Redis哨兵默认的监听端口
daemonize yes #26行，指定sentinel为后台启动
logfile "/var/log/sentinel.log" #36行，指定日志存放路径
dir "/var/lib/redis/6379" #65行，指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 192.168.246.77 6379 2 #84行， 修改指定该哨兵节点监控192.168.2.66:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster,最后的2的含义与主节点的故障判定有关:至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 #113行,判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒(30秒)
sentinel failover-timeout mymaster 180000 #146行，故障节点的最大超时时间为180000 (180秒 )
2.启动哨兵模式
先启master，再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
3.查看哨兵信息
[root@localhost redis-5.0.7]# redis-cli -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.246.77:6379,slaves=2,sentinels=3
[1]+ Done redis-sentinel sentinel.conf
4.故障模拟
[root@localhost redis-5.0.7]# ps -aux | grep redis #在Master查看redis-server进程号
root 54333 0.2 0.0 161676 2844 ? Ssl 01:50 0:05 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root 54741 0.5 0.0 153996 2744 ? Ssl 02:21 0:01 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root 54790 0.0 0.0 112812 976 pts/0 S+ 02:26 0:00 grep --color=auto redis
[root@localhost redis-5.0.7]# kill -9 54333 #在Master杀死redis-server进程
#在slave1上查看是否转换成功
[root@slave1-177 redis-5.0.7]# redis-cli -p 26379 INFO Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.246.177:6379,slaves=2,sentinels=3
[1]+ 完成 redis-sentinel sentinel.conf
三、Redis集群
1、Redis集群概述
多个redis节点网络互联，数据共享，所有的节点都是一主一从（可以是多个从），其中从不提供服务，仅作为备用不支持同时处理多个键，因为redis需要把键均匀分布在各个节点上，并发量很高的情况下同时创建键值会降低性能并导致不可预测的行为。支持在线增加、删除节点，客户端可以连任何一个主节点进行读写。
2、集群的作用
1.集群将数据分散到多个节点，一方面突破了 Redis 单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。Redis 单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，bgsave 和 bgrewriteaof的 fork 操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出
2.高可用：集群支持主从复制和主节点的自动故障转移(与哨兵类似) ；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务
3、Redis集群的数据分片
Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有 16384 个哈希槽( 编号0-16383)
集群的每个节点负责一部分哈希槽
每个Key 通过 CRC16 校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作
以3个节点组成的集群为例
节点A 包含0到5460号哈希槽
节点B 包含5461到10922号哈希槽
节点C 包含10923到16383号哈希槽
如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用
4、Redis集群部署
redis集群一般需要6个节点，3主3从
这里所有节点在同一台服务器上模拟: 以端口号进行区分: 3个主节点端口号: 6001/6002/6003， 对应的从节点端口号: 6004/6005/6006
1.创建目录复制配置文件到对应的节点上
[root@localhost ~]# cd /etc/redis
[root@localhost redis]# mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}
for i in {1. .6}
do
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done
2.修改主配置文件，设置开启集群功能
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.0.1 #69行，注释掉bind项，默认监听所有网卡
protected-mode no #88行，修改，关闭保护模式
port 6001 #92行，修改，redis监听端口
daemonize yes #136行，开启守护进程，以独立进程启动
appendonly yes #699行，修改，开启AOF持久化
cluster-enabled yes #832行，取消注释，开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf #840行，取消注释，群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000 #846行，取消注释群集超时时间设置
#可以写一个for循环将6001的文件复制给6002~6006，这样就不需要全部一个一个文件进行修改了
for i in {2..6}
do
/usr/bin/cp -f /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/redis.conf
done
#之后稍微修改文件即可
3.启动redis节点
方法一：<br>分别进入那六个文件夹，执行命令: redis-server redis.conf，来启动redis节点
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001
redis-server redis.conf
<br>方法二：使用for循环
for d in {1..6}
do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$d
redis-server redis.conf
done
ps -ef | grep redis
4.启动集群
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1
#六个实例分为三组，每组一主一从，前面的做主节点，后面的做从节点。下面交互的时候需要输入yes 才可以创建。
-replicas 1 #表示每个主节点有1个从节点。
5.测试集群
redis-cli -p 6001 -c #加-c参数，节点之间就可以互相跳转
127.0.0.1:6001> cluster slots #查看节点的哈希槽编号范围
1) 1) (integer) 5461
2) (integer) 10922 #哈希槽编号范围
3) 1) "127.0.0.1" .
2) (integer) 6003 #主节点IP和端口号
3) " fdca661922216dd69a 63a7c9d3c4540cd6baef44"
4) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6004 #从节点IP和端口号
3) "a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740"
2) 1) (integer) 0
2) (integer) 5460
3) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6001
3) "0e5873747a2e2 6bdc935bc76c2ba fb19d0a54b11"
4) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6006
3) "8842ef5584a85005e135fd0ee59e5a0d67b0cf8e"
3) 1) (integer) 10923
2) (integer) 16383
3) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6002
3) "81 6ddaa3d14 69540b2f fbcaaf9aa867646846b30"
4) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6005
3) "f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb"
127.0.0.1:6001> set name zhangsan
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1: 6003
OK
127.0.0.1:6001> cluster keyslot name #查看name键的槽编号
(integer) 5798