Redis高可用

àì夳堔傛蜴生んèń 2024-03-23 13:27 45阅读 0赞

最近离职后还没开始找工作，在找工作前去学习一下Redis高可用方案。

#### 目录 ####

*  Redis高可用
 *   *  高可用的概念
     *  实现方式
 *  持久化
 *  主从复制
 *   *  简单结构
     *  优化结构
     *  优缺点
 *  哨兵模式（Sentinel）
 *   *  哨兵进程的作用
     *  自动故障迁移(Automatic failover)
     *  优缺点
 *  集群
 *   *  优缺点

## Redis高可用 ##

### 高可用的概念 ###

> 通过尽量缩短日常维护操作和突发的系统崩溃所导致的停机时间，以提高系统和应用的可用性。

### 实现方式 ###

Redis高可用的实现方式有：

1.  持久化
2.  主从复制
3.  哨兵
4.  Cluster集群

## 持久化 ##

通过AOF和RDB实现持久化，服务器宕机后可以快速找回之前的数据，防止大量请求打入数据库，防止服务或系统宕机导致数据丢失。  
具体看[Redis入门（二）——持久化][Redis]

## 主从复制 ##

将一台Redis作为主节点（Master），将上面的数据复制到其他Redis，其他的Redis就是从节点（Slave）。

Master节点提供数据的事务性操作（增删改），Slave只提供读操作。

### 简单结构 ###

将Slave都挂在Master节点上  
![在这里插入图片描述][01cc9a81ccef4b6bbe6c133bdb75d138.png]  
**优点**：

> Slave节点与master节点的数据延迟较小

**缺点**：

> Slave节点较多时，Master同步一次数据较久

### 优化结构 ###

为了提高Master同步数据的效率，只在Master下挂一个Slave节点，其他节点挂载到这个Slave节点上。  
通过传递完成数据同步，减少Master性能消耗  
![在这里插入图片描述][28f01ba2562144bfbef7e2682196c46e.png]

### 优缺点 ###

**优点**

>  *  实现读写分离，降低Master的读数据压力，提高系统性能
>  *  配置简单，容易搭建

**缺点**

>  *  Master宕机时，无法选择哪台Slave作为新的Master节点，保证不了高可用
>  *  写压力都集中到Master节点上

## 哨兵模式（Sentinel） ##

基于主从复制，解决Master宕机时不知道选择哪台Slave作为新的Master节点。  
对每个节点进行**监控**，Master宕机时通过投票机制选择新的Master节点，并将其他Slave节点连接到新的Master节点。

### 哨兵进程的作用 ###

**监控(Monitoring)**: 哨兵(sentinel) 会不断地检查你的Master和Slave是否运作正常。  
**提醒(Notification)**:当被监控的某个Redis节点出现问题时, 哨兵(sentinel) 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。

### 自动故障迁移(Automatic failover) ###

当一个Master不能正常工作时，哨兵(sentinel) 会开始一次自动故障迁移操作：

*  将失效Master的其中一个Slave升级为新的Master, 并让失效Master的其他Slave改为复制新的Master；
 *  Client试图连接失效的Master时，集群也会向客户端返回新Master的地址，使得集群可以使用现在的Master替换失效Master

### 优缺点 ###

**优点**

>  *  保证高可用

**缺点**

>  *  中心化集群实现方式，基于主从模式，切换节点时，会发生数据的丢失。
>  *  集群里所有节点保存的都是全量数据，浪费内存空间，没有真正实现分布式存储。数据量过大时，主从同步严重影响master的性能。
>  *  数据写的操作都集中在master上，仍然没有解决master写数据的压力。

## 集群 ##

哨兵实现了高可用，但是每个节点存储的都是相同的内容，浪费内存。同时也没有解决master写数据的压力。

集群模式，能自动将数据进行分片，实现**分布式储存**，每个节点存储不同的数据。

架构如下：  
![在这里插入图片描述][e341fe08ce0c44c6b43730eb8570aa3c.png]

### 优缺点 ###

**优点**

>  *  无中心架构;
>  *  数据按照 slot 存储分布在多个节点，节点间数据共享，可动态调整数据分布;
>  *  可扩展性：可线性扩展到 1000 多个节点，节点可动态添加或删除;
>  *  高可用性：部分节点不可用时，集群仍可用。通过增加 Slave 做 standby 数据副本，能够实现故障自动 failover，节点之间通过 gossip 协议交换状态信息，用投票机制完成 Slave 到 Master 的角色提升;
>  *  降低运维成本，提高系统的扩展性和可用性。

**缺点**

>  *  节点会因为某些原因发生阻塞（阻塞时间大于 cluster-node-timeout）,被判断下线，这种failover是没有必要的
>  *  数据通过异步复制，不能保证数据一致性
>  *  多个业务使用同一个集群时，无法根据统计区分冷热数据，资源隔离性较差，容易出现相互影响的情况
>  *  不支持多数据库空间，单机时可以选择16个数据库，集群只能选择一个数据库，即db0
>  *  key批量操作限制，如mget、mset，目前只支持相同slot值的key执行批量操作，不同的slot不支持跨slot查询

[Redis]: https://blog.csdn.net/jc_hook/article/details/121315586
[01cc9a81ccef4b6bbe6c133bdb75d138.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/8b4c0a647c2f429ab9c0d00c759db570.png
[28f01ba2562144bfbef7e2682196c46e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/1634ab0de0ba4b868305812f9c481163.png
[e341fe08ce0c44c6b43730eb8570aa3c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/ba59899cc1b24db3ad9d398fcbed79b6.png