Redis主从架构和管道Lua(一)

Redis主从架构

架构

Redis主从工作原理

如果为master配置了一个slave,不管这个slave是否是第一次连接上Master,它都会发送一个PSYNC命令给master请求复制数据。master受到PSYNC命令，会在后台进行数据持久化通过bgsave生成最新的
RDB快照文件，持久化期间，master会继续接收客户端的请求，它会把这些可能修改数据集的请求缓存在内存中，当持久化进行完毕以后，master会把这份RDB文件数据即发送给slave,slave会把接收到的
数据进行持久化生成RDB，然后再加载到内存中。然后master再将之前缓存在内存中的命令发送给slave/当master与slave之间的连接由于某些原因断开时，slave能够自动重连Master，如果master收到了多个
slave并发连接请求，它只会进行一次持久化，而不是一个连接一次，然后再把这一份持久化的数据发送给多个并发连接的slave.

主从复制(全量复制)流程图:

数据部分复制

当master和slave断开重连后，一般都会对整份数据进行复制。但从Redis2.8版本开始，Redis改用可以支持部分数据复制的命令PSYNC去master同步数据，slave与master能够在网络断开重连后只进行部分数据复制(断点续传).master会在其内存中创建一个复制数据用的
缓存队列，缓存最近一段时间的数，master和它所有的slave都维护了复制的数据下表offset和master的进程id，因此，当网络连接断开后，slave会请求master继续进行未完成的复制，从所记录的数据下标开始。如果master进程id变化了，后者从节点数据下标offset太旧，已经不在master的缓存队列里了，那么将会进行一次全量数据的复制

主从复制风暴

如果有很多从节点，为了缓解主从复制风暴(多个从节点同时复制主节点导致主节点压力过大)，可以做如下架构

Redis哨兵高可用架构

sentinel哨兵是特殊的redis服务，不提供读写服务，主要用来监控redis实例节点。哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点，后续就直接访问redis的主节点不会每次都通过sentinel代理访问redis的主节点，当redis的主节点发生变化，哨兵会第一时间感知到，并将新的redis主节点通知给client端(redis的client端一般都实现了订阅功能，订阅sentinel发布的节点变动消息)

管道与Lua脚本

管道(pipeline)

客户端可以一次性发送多个请求而不用等待服务器的相应，待所有命令都发送完后
再一次性读取服务的响应，这样可以极大地降低多条命令执行的网络传输开销，管道
执行多条命令的网络开销实际上只相当于一次命令执行的网络开销，需要注意到是用
pipeline方法打包命令发送，redis必须再处理完所有命令前先缓存起所有命令的处理
结果。打包的命令越多，缓存消耗内存也越多，所以并不是打包的命令越多越好。
pipeline中发送的每个command都会被server立即执行，如果执行失败，将会在
此后的响应中得到信息；也就是pipeline并不是表达"所有command都一起成功"的
语义，管道中前面命令失败，后面命令不会有影响，继续执行

Lua脚本

Redis在2.6推出了脚本功能，允许开发者使用Lua语言编写脚本传到Redis中执行，使用
脚本的好处如下:

• 1.减少网络开销:本来5次网络请求的操作，可以用一个请求完成，原先5次请求的逻辑放在
  Redis服务器上完成，使用脚本，减少了网络往返时延，跟管道类似
• 2.源自操作:Redis会将整个脚本作为一个整体执行，中间不会被其他命令插入,管道不是原子的，
  redis的批量操作命令(类似mset)是原子的
• 3.替代redis的事务功能:redis自带的事务功能很鸡肋，而redis的lua脚本几乎实现了常规的事务
  功能，官方推荐如果要使用redis的事务功能可以用redis lua替代
  A Redis script is transactional by definition, so everything you can do with a Redis transaction, you can also do with a script,and usually the script will be both simpler and faster.