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随着服务器使用时长的增加，会有越来越多的冗余数据或者说故障出现，这就要求我们需要定期进行服务器维护。今天，我们就一起来了解一下，服务器维护中的主从复制功能的作用和问题都有哪些。

一、主从复制概述

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master)，后者称为从节点(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。

主从复制的作用

主从复制的作用主要包括：

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。

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;实际上是一种服务的冗余。

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。

高可用基石：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。

二、应用中的问题

1.读写分离及其中的问题

在主从复制基础上实现的读写分离，可以实现Redis的读负载均衡：由主节点提供写服务，由一个或多个从节点提供读服务(多个从节点既可以提高数据冗余程度，也可以大化读负载能力);在读负载较大的应用场景下，可以大大提高Redis服务器的并发量。下面介绍在使用Redis读写分离时，需要注意的问题。

(1)延迟与不一致问题

前面已经讲到，由于主从复制的命令传播是异步的，延迟与数据的不一致不可避免。如果应用对数据不一致的接受程度程度较低，可能的优化措施包括：优化主从节点之间的网络环境(如在同机房部署);监控主从节点延迟(通过offset)判断，如果从节点延迟过大，通知应用不再通过该从节点读取数据;使用集群同时扩展写负载和读负载等。

在命令传播阶段以外的其他情况下，从节点的数据不一致可能更加严重，例如连接在数据同步阶段，或从节点失去与主节点的连接时等。从节点的slave-serve-stale-data参数便与此有关：它控制这种情况下从节点的表现;如果为yes(默认值)，则从节点仍能够响应客户端的命令，如果为no，则从节点只能响应info、slaveof等少数命令。该参数的设置与应用对数据一致性的要求有关;如果对数据一致性要求很高，则应设置为no。

(2)数据过期问题

在单机版Redis中，存在两种删除策略：

惰性删除：服务器不会主动删除数据，只有当客户端查询某个数据时，服务器判断该数据是否过期，如果过期则删除。

定期删除：服务器执行定时任务删除过期数据，但是考虑到内存和CPU的折中(删除会释放内存，但是频繁的删除操作对CPU不友好)，该删除的频率和执行时间都受到了限制。

在主从复制场景下，为了主从节点的数据一致性，从节点不会主动删除数据，而是由主节点控制从节点中过期数据的删除。由于主节点的惰性删除和定期删除策略，都不能保证主节点及时对过期数据执行删除操作，因此，当客户端通过Redis从节点读取数据时，很容易读取到已经过期的数据。

Redis3.2中，从节点在读取数据时，增加了对数据是否过期的判断：如果该数据已过期，则不返回给客户端;将Redis升级到3.2可以解决数据过期问题。

(3)故障切换问题

在没有使用哨兵的读写分离场景下，应用针对读和写分别连接不同的Redis节点;当主节点或从节点出现问题而发生更改时，需要及时修改应用程序读写Redis数据的连接;连接的切换可以手动进行，或者自己写监控程序进行切换，但前者响应慢、容易出错，后者实现复杂，成本都不算低。

(4)总结

在使用读写分离之前，可以考虑其他方法增加Redis的读负载能力：如尽量优化主节点(减少慢查询、减少持久化等其他情况带来的阻塞等)提高负载能力;使用Redis集群同时提高读负载能力和写负载能力等。如果使用读写分离，可以使用哨兵，使主从节点的故障切换尽可能自动化，并减少对应用程序的侵入。

2.复制超时问题

主从节点复制超时是导致复制中断的重要的原因之一，本小节单独说明超时问题，下一小节说明其他会导致复制中断的问题。

超时判断意义

在复制连接建立过程中及之后，主从节点都有机制判断连接是否超时，其意义在于：

(1)如果主节点判断连接超时，其会释放相应从节点的连接，从而释放各种资源，否则无效的从节点仍会占用主节点的各种资源(输出缓冲区、带宽、连接等);此外连接超时的判断可以让主节点更准确的知道当前有效从节点的个数，有助于保证数据安全(配合前面讲到的min-slaves-to-write等参数)。

(2)如果从节点判断连接超时，则可以及时重新建立连接，避免与主节点数据长期的不一致。

判断机制

主从复制超时判断的核心，在于repl-timeout参数，该参数规定了超时时间的阈值(默认60s)，对于主节点和从节点同时有效;主从节点触发超时的条件分别如下：

(1)主节点：每秒1次调用复制定时函数replicationCron()，在其中判断当前时间距离上次收到各个从节点REPLCONFACK的时间，是否超过了repl-timeout值，如果超过了则释放相应从节点的连接。

(2)从节点：从节点对超时的判断同样是在复制定时函数中判断，基本逻辑是：

如果当前处于连接建立阶段，且距离上次收到主节点的信息的时间已超过repl-timeout，则释放与主节点的连接;

如果当前处于数据同步阶段，且收到主节点的RDB文件的时间超时，则停止数据同步，释放连接;

如果当前处于命令传播阶段，且距离上次收到主节点的PING命令或数据的时间已超过repl-timeout值，则释放与主节点的连接。

节选：伯乐在线

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