在主從複製模式的叢集裡，主節點一般是一個，從節點一般是兩個或多個，寫入主節點的資料會被複制到從節點上，這樣一旦主節點出現故障，應用系統能切換到從節點去讀寫資料，這樣能提升系統的可用性。而且如果再採用主從複製模式裡預設的讀寫分離的機制，更能提升系統的快取讀寫效能。所以對效能和實時性不高的系統而言，主從複製模式足以滿足一般的效能和安全性方面的需求。

1 概述主從複製模式

在實際應用中，如果有相應的設定，在向一臺Redis伺服器裡寫資料後，這個資料可以複製到另外一臺（或多臺）Redis伺服器，這裡資料來源伺服器叫主伺服器（Master Server），而複製資料目的地所在的伺服器叫從伺服器（Slave Server）。

這種主從複製模式能帶來兩個好處，第一，可以把寫操作集中在主伺服器上，把讀操作集中到從伺服器上，這樣能提升讀寫效能；第二，由於出現了資料備份，所以能提升資料安全性，比如當主Redis伺服器失效後，能很快切換到從伺服器上讀資料。

如果在專案，併發要求不高，或者說哪怕從Redis快取裡讀不到資料對效能也不會有太大的損害，那麼可以用一主一從的複製模式，效果圖如下圖所示。

也可以設定一主多從的複製效果，在下圖裡，給出對應的效果圖，即寫到主節點的資料會同步到兩個從節點上，其它一主多從的模式和這很相似。

關於主從複製模式，請大家注意如下的要點。

第一， 一個主伺服器可以帶一個或多個從伺服器，甚至從伺服器也可以再帶從伺服器，但在複製資料時，只能把主伺服器的資料複製到從伺服器上，反之不能。

第二， 一臺從伺服器只能跟隨一臺主伺服器，而不能出現一從多主的模式。

第三， 在 Redis 2.8以後的版本里，是採用非同步的複製模式，即進行主從複製時，不會影響主伺服器上的讀寫資料操作。

2 用命令搭建主從叢集

這裡將用Docker容器來搭建一主二從模式的叢集，在配置主從關係時，需要在從節點上使用slaveof命令，具體的步驟如下。

第一步，開啟一個命令視窗，在其中執行如下命令建立一個名為redis-master的Redis容器，請注意它的埠是6379。

docker run -itd --name redis-master -p 6379:6379 redis:latest

第二步，再新開一個命令視窗，在其中執行如下命令建立一個名為redis-slave1的容器，請注意它的埠是6380。請注意這裡是在一臺電腦上執行，所以用埠號來區別一臺主Redis容器和另外兩臺從Redis容器。如果在真實專案裡，多臺Redis會部署在不同的伺服器上，所以可以都用6379埠。

docker run -itd --name redis-slave1 -p 6380:6380 redis:latest

第三步，回到包含redis-master容器的命令視窗，在其中執行docker inspect redis-master命令，檢視redis-master容器的資訊，在其中能通過IPAddress項看到改容器的IP地址，這裡是172.17.0.2。如果在真實專案裡，Redis伺服器所在的IP地址是固定的，而通過Docker容器啟動的Redis伺服器的IP地址是動態的，所以這裡要用上述命令來獲取IP地址。

第四步，在redis-master容器的命令窗口裡，執行docker exec -it redis-master /bin/bash命令，進入到命令列視窗，在其中用redis-cli命令進入到Redis客戶端命令列後，再通過info replication命令檢視當前的主從模式的狀態，能看到如下所示的部分結果。

 c:\work>docker exec -it redis-master /bin/bash
    root@9433cd584d80:/data# redis-cli
    127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:0

從第5行的輸出裡能看到，當前reids-master容器在主從模式裡的角色是“主伺服器”，從第6行的輸出裡能看到，當前該主伺服器沒有攜帶從伺服器。

同樣再到redis-slave1容器的命令窗口裡，通過docker exec -it redis-slave1 /bin/bash命令進入容器的命令列視窗，也通過redis-cli命令進入客戶端命令列，也再通過info replication命令檢視該Redis伺服器的主從模式的狀態，部分結果如下所示。

 c:\work>docker exec -it redis-slave1 /bin/bash
    root@2e3237c60211:/data# redis-cli
    127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:0

由於此時還沒有通過命令列設定主從模式，所以從第5行和第6行的輸出結果裡，依然看到當前伺服器是“主伺服器”，同時沒有攜帶從伺服器。

第五步，在redis-slave1容器的命令窗口裡，執行如下的slaveof命令，指定當前Redis伺服器為從伺服器。該命令的格式是slaveof IP地址 埠號，這裡是指向172.17.0.2：6379所在的主伺服器。

slaveof 172.17.0.2 6379

執行完該命令後，還是在redis-slave1客戶端裡，再次執行info replication，會看到如下所示的部分結果。從第3行的結果裡能看到，該redis-slave1伺服器已經成為從伺服器，並能從第4行和第5行的輸出裡能確認，該從伺服器是從屬於172.17.0.2:6379所在的Redis主伺服器。

127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:slave
    master_host:172.17.0.2
    master_port:6379

此時再回到redis-master容器的命令窗口裡，在Redis客戶端裡再次執行info replication命令檢視主從狀態，能看到如下所示的部分結果。從第4行的輸出裡能看到，該Redis主伺服器已經攜帶了一個從伺服器。

 127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:1

第六步，再開啟一個新的命令視窗，在其中執行如下命令，開啟一個新的名為redis-slave2的Redis容器，請注意它的埠是6381。

docker run -itd --name redis-slave2 -p 6381:6381 redis:latest

隨後再執行docker exec -it redis-slave2 /bin/bash命令進入該容器的命令列視窗，再通過redis-cli命令進入客戶端，執行slaveof 172.17.0.2 6379命令，把這個Redis伺服器也設為從伺服器，並連到redis-master這個容器所在的主Redis伺服器上。

連線完成後，再回到redis-master容器所在的命令列視窗，再執行info replication命令，此時能看到如下的部分輸出，從第4行的輸出裡能看到，當前該主伺服器連線著兩臺從伺服器。

127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:2

至此配置完成一主兩從模式的主從模式，此時如果到兩臺從伺服器裡執行get name命令，返回是空，如果到redis-master容器所在的命令列視窗，在其中執行set name Peter後，再到兩臺從伺服器裡執行get name命令，就能看到返回值。這說明主從模式配置成功，主伺服器裡的資料會自動同步到各從伺服器上。

3 通過配置搭建主從叢集

在專案裡可以用slaveof命令搭建主從模式的叢集外，還可以用配置引數的方式來搭建，具體的步驟如下。

第一步，搭建主伺服器redis-master的命令不變，依然用如下的命令，這裡還是用6379埠。

docker run -itd --name redis-master -p 6379:6379 redis:latest

用docker inspect redis-master命令確認該Redis伺服器所在容器的IP地址依然是172.17.0.2。

第二步，到C:\work\redis\redisConf目錄裡，建立配置檔案redisSlave1.conf，並在其中編寫如下內容。

port 6380

slaveof 172.17.0.2 6379

通過第1行的命令，設定該Redis的埠為6380，通過第2行的slaveof配置，把該Redis伺服器設定成“從模式”，並連線到redis-master所在的主伺服器上。

第三步，在新的命令窗口裡執行如下的命令，建立名為redids-slave1的Redis伺服器。該伺服器的工作埠是6380，並且用redis-server後的引數指定在啟動Redis伺服器時載入redisSlave1.conf配置檔案，

docker run -itd --name redis-slave1 -v C:\work\redis\redisConf:/redisConfig:rw -p 6380:6380 redis:latest redis-server /redisConfig/redisSlave1.conf

隨後再通過docker exec -it redis-slave1 /bin/bash命令進入到該容器的命令列，由於這裡Redis工作埠已經變成6380，所以需要通過redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380命令來進入Redis客戶端，如果在其中執行info replication命令，能看到如下的部分結果，由此能進一步確認redis-slave1伺服器已經從屬於redis-master伺服器。

 root@80e7ae14a322:/data# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380
    127.0.0.1:6380> info replication
    # Replication
    role:slave
    master_host:172.17.0.2
    master_port:6379

第四步，到C:\work\redis\redisConf目錄裡，建立配置檔案redisSlave2.conf，並在其中編寫如下內容。

port 6381

slaveof 172.17.0.2 6379

這裡用到了6381埠，同樣也通過slaveof命令連線到redis-master伺服器上。隨後在新的命令窗口裡執行如下的命令，建立名為redids-slave2的Redis伺服器。該伺服器的工作埠是6381，並且用redis-server後的引數指定在啟動Redis伺服器時載入redisSlave2.conf配置檔案，

docker run -itd --name redis-slave2 -v C:\work\redis\redisConf:/redisConfig:rw -p 6381:6381 redis:latest redis-server /redisConfig/redisSlave2.conf

隨後再通過docker exec -it redis-slave2 /bin/bash命令進入到該容器的命令列，由於這裡Redis工作埠已經變成6381，所以需要通過redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6381命令來進入Redis客戶端，這裡可以再通過info replication命令確認配置效果，部分執行結果如下所示。

root@6017108b97c4:/data# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6381
    127.0.0.1:6381> info replication
    # Replication
    role:slave
    master_host:172.17.0.2
    master_port:6379

至此完成了以配置檔案設定主從複製叢集的設定，此時如果到主伺服器redis-master所在的客戶端裡執行set age 18命令，再到redis-slave1和redis-slave2這兩臺從伺服器裡執行get age命令，能看到age的值，由此能再次確認主從伺服器之間能同步資料。

4 配置讀寫分離效果

如果在上文裡配置的redis-slave1和redis-slave2這兩臺從伺服器裡，執行info replication命令，還能看到“slave_read_only:1”這項配置，說明從伺服器預設是“只讀”的，如果到redis-slave1的Redis客戶端命令列裡輸入set val 1，會看到如下第2行所示的錯誤，從而能進一步驗證該Redis伺服器的“只讀”屬性。

127.0.0.1:6380> set val 1

(error) READONLY You can't write against a read only replica.

對於Redis從伺服器而言，建議採用預設的“只讀”配置，因為在專案裡，一般不會向作為資料同步目的地的“從伺服器”上寫資料。如果業務上確實需要，可以通過如下的步驟設定“可讀可寫”的效果。

第一步，在上文提到的redisSlave2.conf配置檔案裡再加入一行“slave-read-only no”的配置，指定該伺服器可讀可寫。

第二步，如果上文提到的redis-slave2容器還處於活動狀態，則需要先用docker stop redis-slave2停止該容器，隨後再用docker rm redis-slave2命令刪除該容器，之後可以再用如下的命令再次建立redis-slave2容器。

docker run -itd --name redis-slave2 -v C:\work\redis\redisConf:/redisConfig:rw -p 6381:6381 redis:latest redis-server /redisConfig/redisSlave2.conf

在redis-server命令後所帶的redisSlave2.conf配置檔案裡，已經用“slave-read-only no”配置項設定了“可讀可寫”的模式。

第三步，再通過docker exec -it redis-slave2 /bin/bash命令進入到該容器的命令列，再通過redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6381命令進入Redis客戶端， 此時如果再執行set val 1命令，就能成功寫入資料。

5 用心跳機制提升主從複製可靠性

在Redis主從複製模式裡，如果主從伺服器之間有資料同步的情況，那麼從伺服器會預設以一秒一次的頻率，向主伺服器傳送REPLCONF ACK命令，依次來確保兩者間連線通暢。這種定時互動命令確保連線的機制就叫“心跳”機制。在上文開啟的redis-master這個主伺服器的命令列裡，如果執行info replication命令，能看到它從屬伺服器的“心跳”狀況。

 127.0.0.1:6379> info replication
   2  # Replication
   3  role:master
   4  connected_slaves:2
   5  slave0:ip=172.17.0.3,port=6380,state=online,offset=16185,lag=1
   6  slave1:ip=172.17.0.4,port=6381,lag=1

其中在第5行和第6行裡，能通過lag表示該從屬伺服器傳送REPLCONF ACK命令的時間，這裡均是1秒，這表示兩臺從伺服器和主伺服器的連線均屬通暢。

這裡大家可以想象下，如果從伺服器宕機，那麼主從複製就沒有意義了。對此，可以通過如下的步驟來關聯心跳機制和主動複製的動作。

第一步，在C:\work\redis\redisConf目錄裡新建redisMaster.conf檔案，在其中編寫如下的程式碼。

min-slaves-to-write 2

min-slaves-max-lag 15

第1行的引數表示實現主從複製的從伺服器個數最少是2臺，第2行的引數表示，如果有第1行引數指定的從伺服器個數（這裡是2臺）的心跳延遲時間（即lag值）大於15秒，不執行主從複製。

這兩個條件是“或者”的關係，即只要出現從伺服器個數小於2，或者2臺從伺服器的心跳延遲時間大於15秒，主伺服器即停止主從複製的操作。

第二步，通過如下的命令啟動redis-master容器，由於此時啟動Redis伺服器時已經載入了上述配置，所以該Redis主伺服器在執行主從複製時，會檢測第一步所設定的條件。從而能提升主從複製的可靠性。

docker run -itd --name redis-master -v C:\work\redis\redisConf:/redisConfig:rw -p 6379:6379 redis:latest redis-server /redisConfig/redisMaster.conf

6 用偏移量檢查資料是否一致

在上文開啟的redis-master主伺服器的命令列裡，如果執行info replication命令，還能看到表示複製資料偏移量的master_repl_offset資料，效果如下第6行所示。這裡資料是276，表示主伺服器向從伺服器傳送資料的位元組數。

127.0.0.1:6379> info replication
    # Replication
    role:master
    connected_slaves:1
    …
    master_repl_offset:276

同樣如果到redis-slave1從伺服器的命令列裡，也能通過info replication檢視該偏移量，效果如下第7行所示。

127.0.0.1:6380> info replication
    # Replication
    role:slave
    master_host:172.17.0.2
    master_port:6379
    …
    slave_repl_offset:276

在從伺服器裡，該資料表示從主伺服器中接收到的資料位元組數，如果主從伺服器中兩者資料一致，這說明主從伺服器間的資料是同步的。

當在主伺服器redis-master裡執行set nextVal 1命令後，再用info replication檢視master_repl_offset數值，會發現有變化，而此時再到redis-slave1從伺服器執行info replication命令，會發現從伺服器的master_repl_offset數值依然和主伺服器一致，這說明用set nextVal 1命令在主伺服器裡增加的資料已經成功同步到從伺服器。也就是說，如果出現Redis問題，可以通過master_repl_offset數值來檢查同步資料是否正確，由此再進一步排查問題。

總結

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