一.主从复制

快速入门实践

基于redis,设计一主从架构,一个Master,两个Slave,其中Master负责Redis读写操作,并将数据同步到Slave,Slave只负责读.,其步骤如下:

第一：将redis01拷贝两份，例如:

cp -r redis01/ redis02

cp -r redis01/ redis03

第二步：假如已有redis服务，先将原先所有redis服务停止(docker rm -f redis容器名)，并启动新的redis容器，例如：

docker run -p 6379:6379 --name redis6379 \
-v /usr/local/docker/redis01/data:/data \
-v /usr/local/docker/redis01/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf \
--appendonly yes

docker run -p 6380:6379 --name redis6380 \
-v /usr/local/docker/redis02/data:/data \
-v /usr/local/docker/redis02/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf \
--appendonly yes

docker run -p 6381:6379 --name redis6381 \
-v /usr/local/docker/redis03/data:/data \
-v /usr/local/docker/redis03/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf \
--appendonly yes

第三步 检测redis服务角色

启动三个客户端,分别登陆三台redis容器服务，通过info指令进行角色查看，默认新启动的三个redis服务角色都为master.

127.0.0.1:6379> info replication

\# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_repl_offset:3860
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:2
repl_backlog_histlen:3859

第四步：检测redis6379的ip设置

docker inspect redis6379

……
"Networks": {
                "bridge": {
                    "IPAMConfig": null,
                    "Links": null,
                    "Aliases": null,
                    "NetworkID": "c33071765cb48acb1efed6611615c767b04b98e6e298caa0dc845420e6112b73",
                    "EndpointID": "4c77e3f458ea64b7fc45062c5b2b3481fa32005153b7afc211117d0f7603e154",
                    "Gateway": "172.17.0.1",
                    "IPAddress": "172.17.0.2",
                    "IPPrefixLen": 16,
                    "IPv6Gateway": "",
                    "GlobalIPv6Address": "",
                    "GlobalIPv6PrefixLen": 0,
                    "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                    "DriverOpts": null
                }
            }

第五步：设置Master/Slave架构

分别登陆redis6380/redis6381，然后执行如下语句

slaveof 172.17.0.2 6379
1
说明,假如master有密码,需要在slave的redis.conf配置文件中添加"masterauth 你的密码"这条语句,然后重启redis再执行slaveof 指令操作.

第六步：再次登陆redis6379，然后检测info

[root@centos7964 ~]# docker exec -it redis6379 redis-cli

127.0.0.1:6379> info replication

\# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=172.17.0.3,port=6379,state=online,offset=2004,lag=1
slave1:ip=172.17.0.4,port=6379,state=online,offset=2004,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:5baf174fd40e97663998abf5d8e89a51f7458488
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:2004
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:2004

第七步: 登陆redis6379测试，master读写都可以

root@centos7964 ~]# docker exec -it redis6379 redis-cli
127.0.0.1:6379> set role master6379
OK
127.0.0.1:6379> get role
"master6379"
127.0.0.1:6379>

第八步: 登陆redis6380测试，slave只能读。

[root@centos7964 ~]# docker exec -it redis6380 redis-cli
127.0.0.1:6379> get role
"master6379"
127.0.0.1:6379> set role slave6380
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6379>

Java中的读写测试分析，代码如下：

@SpringBootTest
public class MasterSlaveTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void testMasterReadWrite(){//配置文件端口为6379
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
        valueOperations.set("role", "master6379");
        Object role = valueOperations.get("role");
        System.out.println(role);
    }

    @Test
    void testSlaveRead(){//配置文件端口为6380
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
        Object role = valueOperations.get("role");
        System.out.println(role);
    }

}

Redis 与sentinel

哨兵快速入门

第一步：分别进入3台redis容器内部进行配置，在容器指定目录/etc/redis创建sentinel.conf文件,文件内容为：

sentinel monitor redis6379 172.17.0.2 6379 1

其中, 如上指令表示要的监控的master, redis6379为服务名, 172.17.0.2和6379为master的ip和端口,1表示多少个sentinel认为一个master失效时，master才算真正失效.

假如，这里如果出现 bash: vi: command not found，可依次执行如下两个指令

apt-get update 
apt-get install vim

第二步：在每个redis容器内部的/etc/redis目录下执行如下指令（最好是在多个客户端窗口执行），启动哨兵服务

redis-sentinel sentinel.conf

第三步：打开一个新的客户端连接窗口，关闭redis6379服务（这个服务是master服务）

docker stop redis6379 

其它客户端窗口，检测日志输出，例如

410:X 11 Jul 2021 09:54:27.383 # +switch-master redis6379 172.17.0.2 6379 172.17.0.4 6379
410:X 11 Jul 2021 09:54:27.383 * +slave slave 172.17.0.3:6379 172.17.0.3 6379 @ redis6379 172.17.0.4 6379
410:X 11 Jul 2021 09:54:27.383 * +slave slave 172.17.0.2:6379 172.17.0.2 6379 @ redis6379 172.17.0.4 6379

第四步：登陆ip为172.17.0.4对应的服务进行info检测，例如：

127.0.0.1:6379> info replication

\# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=172.17.0.3,port=6379,state=online,offset=222807,lag=0
master_failover_state:no-failover
master_replid:3d63e8474dd7bcb282ff38027d4a78c413cede53
master_replid2:5baf174fd40e97663998abf5d8e89a51f7458488
master_repl_offset:222807
second_repl_offset:110197
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:29
repl_backlog_histlen:222779

从上面的信息输出发现,redis6381服务现在已经变为master。

Sentinel 配置进阶
对于sentinel.conf文件中的内容,我们还可以基于实际需求,进行增强配置,例如:

sentinel monitor redis6379 172.17.0.2 6379 1 
daemonize yes #后台运行
logfile "/var/log/sentinel_log.log" #运行日志
sentinel down-after-milliseconds redis6379 30000 #默认30秒

其中:
1)daemonize yes表示后台运行(默认为no)
2)logfile 用于指定日志文件位置以及名字
3)sentinel down-after-milliseconds 表示master失效了多长时间才认为失效

哨兵工作原理分析
1)：每个Sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的Master，Slave以及其他 Sentinel 实例发送一个 PING 命令。

2)：如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值(这个配置项指定了需要多少失效时间，一个master才会被这个sentinel主观地认为是不可用的。 单位是毫秒，默认为30秒)， 则这个实例会被 Sentinel 标记为主观下线。

3)：如果一个Master被标记为主观下线，则正在监视这个Master的所有 Sentinel 要以每秒一次的频率确认Master的确进入了主观下线状态。

4)：当有足够数量的 Sentinel（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master的确进入了主观下线状态， 则Master会被标记为客观下线 。

5)：在一般情况下， 每个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有Master，Slave发送 INFO 命令 。

6)：当Master被 Sentinel 标记为客观下线时，Sentinel 向下线的 Master 的所有 Slave 发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次 。

7)：若没有足够数量的 Sentinel 同意 Master 已经下线， Master 的客观下线状态就会被移除。
8): 若 Master 重新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复， Master 的主观下线状态就会被移除。

Redis集群高可用
简述
Redis单机模式可靠性保证不是很好，容易出现单点故障，同时其性能也受限于CPU的处理能力，实际开发中Redis必然是高可用的，所以单机模式并不是我们的终点，我们需要对目前redis的架构模式进行升级。
Sentinel模式做到了高可用，但是实质还是只有一个master在提供服务(读写分离的情况本质也是master在提供服务)，当master节点所在的机器内存不足以支撑系统的数据时，就需要考虑集群了。
Redis集群架构实现了对redis的水平扩容，即启动N个redis节点，将整个数据分布存储在这N个redis节点中，每个节点存储总数据的1/N。redis集群通过分区提供一定程度的可用性，即使集群中有一部分节点失效或无法进行通讯，集群也可以继续处理命令请求。

基本架构
对于redis集群(Cluster),一般最少设置为6个节点,3个master,3个slave,其简易架构如下:
在这里插入图片描述

创建集群
第一步：准备网络环境
创建虚拟网卡，主要是用于redis-cluster能于外界进行网络通信，一般常用桥接模式。

docker network create redis-net

查看docker的网卡信息，可使用如下指令

docker network ls

查看docker网络详细信息，可使用命令

docker network inspect redis-net

第二步：准备redis配置模板

mkdir -p /usr/local/docker/redis-cluster

cd /usr/local/docker/redis-cluster

vim redis-cluster.tmpl

在redis-cluster.tmpl中输入以下内容

port ${PORT}
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
cluster-announce-ip 192.168.227.131
cluster-announce-port ${PORT}
cluster-announce-bus-port 1${PORT}
appendonly yes

其中：

各节点解释如下所示：

port：节点端口，即对外提供通信的端口
cluster-enabled：是否启用集群
cluster-config-file：集群配置文件
cluster-node-timeout：连接超时时间
cluster-announce-ip：宿主机ip
cluster-announce-port：集群节点映射端口
cluster-announce-bus-port：集群总线端口
appendonly：持久化模式
第三步：创建节点配置文件

在redis-cluser中执行以下命令

for port in $(seq 8010 8015); \
do \
  mkdir -p ./${port}/conf  \
  && PORT=${port} envsubst < ./redis-cluster.tmpl > ./${port}/conf/redis.conf \
  && mkdir -p ./${port}/data; \
done

其中：

for 变量 in $(seq var1 var2);do …; done为linux中的一种shell 循环脚本, 例如：
[root@centos7964 ~]# for i in $(seq 1 5);

do echo $i; done;

[root@centos7964 ~]#

指令envsubst <源文件>目标文件,用于将源文件内容更新到目标文件中.
通过cat指令查看配置文件内容

cat /usr/local/docker/redis-cluster/801{0..5}/conf/redis.conf

第四步：创建集群中的redis节点容器

for port in $(seq 8010 8015); \
do \
   docker run -it -d -p ${port}:${port} -p 1${port}:1${port} \
  --privileged=true -v /usr/local/docker/redis-cluster/${port}/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
  --privileged=true -v /usr/local/docker/redis-cluster/${port}/data:/data \
  --restart always --name redis-${port} --net redis-net \
  --sysctl net.core.somaxconn=1024 redis redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf; \
done

其中, --privileged=true表示让启动的容器用户具备真正root权限, --sysctl net.core.somaxconn=1024 这是一个linux的内核参数,用于设置请求队列大小,默认为128,后续启动redis的启动指令需要先放到这个请求队列中,然后依次启动.
创建成功以后，通过docker ps指令查看节点内容。

第五步：创建redis-cluster集群配置

docker exec -it redis-8010 bash

redis-cli --cluster create 192.168.227.131:8010 192.168.227.131:8011 192.168.227.131:8012 192.168.227.131:8013 192.168.227.131:8014 192.168.227.131:8015 --cluster-replicas 1

如上指令要尽量放在一行执行，其中最后的1表示主从比例，当出现选择提示信息时，输入yes即可。

第六步：连接redis-cluster，并添加数据到redis

redis-cli -c -h 192.168.227.131 -p 8010

其它：
在搭建过程，可能在出现问题后，需要停止或直接删除docker容器，可以使用以下参考命令

批量停止docker 容器：

docker ps -a | grep -i "redis-801*" | awk '{print $1}' | xargs docker stop

批量删除docker 容器：

docker ps -a | grep -i "redis-801*" | awk '{print $1}' | xargs docker rm -f

批量删除文件

rm -rf 801{0..5}/conf/redis.conf

Jedis读写数据测试

@Test
void testJedisCluster()throws Exception{
      Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8010));
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8011));
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8012));
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8013));
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8014));
      nodes.add(new HostAndPort("192.168.227.131",8015));
      JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(nodes);
      //使用jedisCluster操作redis
      jedisCluster.set("test", "cluster");
      String str = jedisCluster.get("test");
      System.out.println(str);
      //关闭连接池
      jedisCluster.close();
 }

RedisTemplate读写数据测试
第一步：配置application.yml,例如：

spring:
  redis:
    cluster: #redis 集群配置
      nodes: 192.168.126.128:8010,192.168.126.128:8011,192.168.126.128:8012,192.168.126.128:8013,192.168.126.128:8014,192.168.126.128:8015
      max-redirects: 3 #最大跳转次数
    timeout: 5000 #超时时间
    database: 0
    jedis: #连接池
      pool:
        max-idle: 8
        max-wait: 0

第二步：编写单元测试类，代码如下：

package com.cy.redis;
@SpringBootTest
public class RedisClusterTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    @Test
    void testMasterReadWrite(){
        //1.获取数据操作对象
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
        //2.读写数据
        valueOperations.set("city","beijing");
        Object city=valueOperations.get("city");
        System.out.println(city);
    }
}