Redis 主从复制

penjc2025-01-172025-03-10

Redis 主从复制（Master-Slave Replication）详解

1. 什么是 Redis 主从复制？

Redis 主从复制（Replication） 是一种数据同步机制，允许 从节点（Slave） 复制 主节点（Master） 的数据，以提高系统的可用性、负载均衡能力，并支持高可用架构（如 Sentinel、Cluster）。

1.1 主从复制的核心作用

数据冗余：从节点保存主节点的数据，防止数据丢失。
负载均衡：读请求可以分摊到多个从节点，提高并发能力。
故障恢复：主节点故障时，可快速切换到从节点（结合 Redis Sentinel）。
高可用架构：作为 Redis 集群（Redis Cluster）的基础组件。

2. Redis 主从复制的工作原理

Redis 的主从复制流程主要包括：

从节点发送同步请求（PSYNC 命令）
主节点创建 RDB 快照 并发送给从节点（全量同步）
主节点发送命令流（增量同步）
从节点应用数据，最终达到一致性

2.1 全量同步（Full Synchronization）

当从节点连接到主节点时，会进行 全量同步：

Step 1：从节点发送 PSYNC 请求主节点同步数据。
Step 2：如果是新加入的从节点，主节点创建 RDB 快照（BGSAVE）。
Step 3：主节点将 RDB 快照发送给从节点。
Step 4：从节点加载 RDB 文件，并接收主节点发送的写入命令。

2.2 增量同步（Incremental Synchronization）

当从节点与主节点同步后，主节点会继续将后续的写操作同步到从节点，以保持数据一致。

Step 1：主节点会维护一个 复制积压缓冲区（Replication Backlog Buffer），存储最近的写入操作。
Step 2：如果主从连接断开并重连，只要缓冲区中的数据还未丢失，从节点可以继续增量同步，避免重新全量同步。

2.3 断线重连

如果断开时间短（缓冲区仍然保留），可以使用 增量同步（仅同步最近丢失的数据）。
如果断开时间长（缓冲区数据丢失），则需要重新进行 全量同步。

3. Redis 主从复制的配置

3.1 配置主节点

主节点默认无需特殊配置，直接启动即可：

1	redis-server /etc/redis/redis.conf

3.2 配置从节点

在 redis.conf 配置文件中，添加：

1	replicaof <master-ip> <master-port>

或在 Redis CLI 运行：

1	SLAVEOF <master-ip> <master-port>

例如：

1	SLAVEOF 192.168.1.100 6379

从节点会连接到 192.168.1.100:6379 并开始同步数据。

4. Redis 主从复制的数据流

4.1 查看主从信息

在 主节点 查看：

1	INFO replication

示例输出：

# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=192.168.1.101,port=6379,state=online,offset=1000,lag=0

在 从节点 查看：

1	INFO replication

示例输出：

# Replication
role:slave
master_host:192.168.1.100
master_port:6379
master_link_status:up

4.2 主从同步过程

（1）写入数据

在主节点写入：

1	SET key1 "Hello, Redis!"

然后在从节点读取：

GET key1

1	"Hello, Redis!"

说明数据已同步到从节点。

（2）断开主从

1	SLAVEOF NO ONE

从节点会变为独立节点，不再同步主节点的数据。

（3）恢复主从关系

1	SLAVEOF 192.168.1.100 6379

从节点会重新同步主节点的数据。

5. Redis 复制模式

Redis 支持两种复制模式：

5.1 异步复制（默认）

默认情况下，Redis 采用异步复制。
主节点会将写入操作发送给从节点，但不会等待从节点完成复制。
优点：性能高，主节点可以继续处理其他请求。
缺点：如果主节点故障，部分数据可能尚未同步到从节点，可能会丢失。

5.2 半同步复制

在 Redis 5.0 及以上，提供了 replica-serve-stale-data 和 replica-read-only 选项：
- replica-serve-stale-data no：从节点在复制未完成时不提供服务。
- replica-read-only yes：从节点仅允许读操作，不允许写操作。

6. Redis 主从复制的应用

6.1 读写分离

主节点（Master）处理写请求。
从节点（Slave）处理读请求，减少主节点的负载。
结合 负载均衡（Nginx、LVS） 或 客户端路由（如 Redis 读写分离方案）提高性能。

6.2 备份与高可用

使用 从节点进行数据备份，避免主节点数据丢失。
配合 Redis Sentinel 实现自动故障转移（主节点宕机时，从节点自动提升为主节点）。

7. Redis 主从复制的缺点

7.1 数据一致性问题

由于 Redis 默认是异步复制，可能导致：

主节点写入数据后崩溃，而数据尚未同步到从节点，导致数据丢失。
解决方案：使用 WAIT 命令，确保数据至少写入一定数量的从节点：
1
WAIT 1 1000
- 1：等待至少 1 个从节点确认。
- 1000：等待 1000ms 超时。

7.2 复制延迟

网络负载或主节点压力过大时，从节点可能会 滞后主节点数据。
解决方案：监控 replication offset 差值，确保复制延迟在可接受范围内。

7.3 主节点压力

所有从节点都会向主节点请求数据，导致主节点负载高。
解决方案：采用 链式复制（Redis Cluster）减少主节点负载。

8. Redis 主从复制 vs. Redis Cluster

方案	主从复制	Redis Cluster
数据分片	❌ 无数据分片	✅ 支持数据分片
高可用	✅ 结合 Sentinel 实现	✅ 内置高可用
复制方式	Master-Slave	多主多从
扩展性	中等，不能水平扩展	良好，支持数据分片