redis高可用是什么意思

本篇內(nèi)容介紹了“redis高可用是什么意思”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

前言

最近在看redis，有一些心得，為了不忘，現(xiàn)在記錄下來。

我嘗試從問題出發(fā)，步步遞進(jìn)，給大家較好的閱讀體驗，具體如下

1. 什么是緩存，為啥要有它

2. 緩存的實現(xiàn)方式-進(jìn)程內(nèi)的緩存

3. 緩存的實現(xiàn)方式-進(jìn)程級別的緩存

4. redis作為一個進(jìn)程級別的數(shù)據(jù)庫，優(yōu)點

5. redis的高可用實現(xiàn)

什么是緩存，為啥要有它

一般我們將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，對于一些經(jīng)常查詢的業(yè)務(wù)，比如用戶訪問某一資源，通常我們會通過查詢數(shù)據(jù)庫查看用戶是否有這個訪問權(quán)限，這樣業(yè)務(wù)的特點是查詢頻率高，查詢數(shù)據(jù)庫是比較重的操作，主要的耗時有數(shù)據(jù)庫本身的查詢耗時和網(wǎng)絡(luò)耗時。如果將一些常使用的數(shù)據(jù)放在程序運行時內(nèi)存里，隨著程序的啟動，加載數(shù)據(jù)庫中信息到內(nèi)存中，這樣就減少了網(wǎng)絡(luò)交互和數(shù)據(jù)庫本身的查詢耗時。

緩存的實現(xiàn)方式-進(jìn)程內(nèi)的緩存

這種就是在寫程序時開辟一塊內(nèi)存，專門當(dāng)做緩存供程序使用

優(yōu)點

1. 不需要網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2. 不需要線程間切換。

3. 緩存更新方便。因為是程序內(nèi)的內(nèi)存區(qū)域，我需要更新哪個區(qū)域，我可以直接定位到內(nèi)存位置，并更新它。

缺點

1. 拓展性差。還是一個商城的例子，用戶想看自己的購物車，假設(shè)我們使用token進(jìn)行狀態(tài)保持，我解析token，抽取用戶id，查看是否具有這個業(yè)務(wù)操作的權(quán)限。如果部署的程序只有一個，完全沒問題。但是為了滿足未來用戶量高速增長，通過nginx橫向拓展程序就可以有問題。假如我們平行的部署兩個程序，用戶來登錄，程序a處理了這個請求，并將該用戶的權(quán)限信息，token存在自己的內(nèi)存區(qū)域，當(dāng)該用戶發(fā)起另外一個業(yè)務(wù)請求時，程序b接受這個請求，程序b拿到用戶的token，抽取用戶信息，查詢自己的內(nèi)存區(qū)域，發(fā)現(xiàn)沒有這個用戶信息，就判斷這個用戶沒有訪問權(quán)限。

2. 如果是橫向拓展的話，很有可能浪費內(nèi)存。多個程序都有自己的內(nèi)存區(qū)域，但是內(nèi)存區(qū)域存的東西也是基本一樣的。

緩存的實現(xiàn)方式-進(jìn)程級別的緩存

優(yōu)點

1. 節(jié)約內(nèi)存資源。

2. 職責(zé)分離更明確

缺點

1. 增加網(wǎng)絡(luò)傳輸

2. 增加線程間切換

3. 單點，有風(fēng)險

redis作為一個進(jìn)程級別的數(shù)據(jù)庫，優(yōu)點

1. 支持高可用部署

2. 為了降低總體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t，提出了一個新思想：

假設(shè)我是新街口東方餃子王老板，提供送餐服務(wù)，我有2個快遞員，假設(shè)我的飯是提前做好的

• 12：00，京師科技大廈小強定了一份餃子，快遞員1去送餐，十分鐘可以送到，再有十分鐘回到飯店

• 12：02，京師科技大廈小紅定了一份餃子，快遞員2去送餐，十分鐘可以送到，再有十分鐘回到飯店

• 12：03，京師科技大廈小花定了一份餃子，沒有快遞員送餐：快遞員1要到12:20才能回來，快遞員2要到12：22才能回來。等待

• 12：04，京師科技大廈特朗普定了5份餃子，沒有快遞員送餐：快遞員1要到12:20才能回來，快遞員2要到12：22才能回來。等待

• 12：05，京師科技大廈克林頓定了5份餃子，沒有快遞員送餐：快遞員1要到12:20才能回來，快遞員2要到12：22才能回來。等待

• 12：20，快遞員1接到小花訂單，去送餐

• 12：22，快遞員2接到特朗普訂單，去送餐

假如特朗普和小強小紅是一個公司的，特朗普心里就不爽了，都是同一時間定的，為啥他們到了，我的還沒到？

那有什么解決方案嗎 ？

1. 減少每趟耗時。比如原來是快遞員騎自行車，現(xiàn)在換成摩托車，原來是摩托車，現(xiàn)在換成汽車，原來汽車，現(xiàn)在換成火箭..

2. 增加快遞員的數(shù)量。 原來是2個，我就再招十來個 。

3. 快遞員每趟運送的貨物爭取多一點。比如上述例子，僅僅五分鐘內(nèi)，連續(xù)有京師科技大廈5單訂單，一共13份餃子，假設(shè)一個快遞員的后備箱可以裝10分餃子，那在12：05的時候，快遞員1 運送前四個訂單，一共8份，快遞員2運送第五個訂單，一個5分。這樣特朗普就和小強一起吃上飯了。

在計算機中 ，這三種解決方案分別對應(yīng)的是

1. 減少每趟耗時。往返時間：從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，直到發(fā)送方收到接收方回復(fù)的確認(rèn)為止。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶唵蝸碚f是這樣的，先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)流，然后通過一個裝置（調(diào)制解頻器）轉(zhuǎn)換為電磁波 ，通過網(wǎng)線或者無線電波傳輸，接收方接受到無線電波，將其轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，然后在轉(zhuǎn)換成具體的可供程序使用的數(shù)據(jù)。是不是腦袋有點大，這個過程的優(yōu)化可能不是軟件工程師能做的。

2. 吞吐量：單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量。這個優(yōu)化可能不是軟件工程師能做的。

3. 對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，降低總體網(wǎng)絡(luò)延遲。

第三種思想在很多地方都采用了，比如郵件服務(wù)器使用這種思想可以更快的下載新郵件，

redis 也是采用了第三種解決方案

感興趣的同學(xué)可以參考官方文檔

https://redis.io/topics/pipelining

redis的高可用實現(xiàn)

高可用的業(yè)務(wù)需求，當(dāng)緩存服務(wù)因為某些原因不可用時，可以切換到另外一臺機器的的緩存服務(wù)上。

可能涉及到的難點

1. 我怎么判斷緩存服務(wù)不可用

2. 當(dāng)不可用的時候，我怎么通知到所有使用緩存服務(wù)的客戶端，現(xiàn)在你訪問的這個有問題，你應(yīng)該訪問另外一個好的

3. 備份的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)怎么和正在使用的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)保持一致

4. 當(dāng)我down掉的節(jié)點可以重新提供使用，怎么能加入到緩存，當(dāng)做備胎使用

我嘗試著對這幾個問題提出自己的思考

1 我怎么判斷緩存服務(wù)不可用

我需要知道每一個客戶端使用緩存服務(wù)的情況，假如大家都說緩存有問題，那沒問題，就換一個好的，如果至少有一半的客戶都認(rèn)為有問題，那這個緩存就有問題。像這樣的事情肯定是誰用誰知道。哈哈

2 當(dāng)緩存不可用的時候，我怎么通知到所有使用緩存服務(wù)的客戶端，現(xiàn)在你訪問的這個有問題，你應(yīng)該訪問另外一個好的

這個就要在程序部署的時候記錄一下需要使用緩存服務(wù)的client，當(dāng)要切換緩存時，我就逐一通知client就行

3 備份的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)怎么和正在使用的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)保持一致

這個其實很簡單，把訪問緩存的請求copy一份給備份的緩存就行。當(dāng)然這個操作應(yīng)該誰來做。如果是我的話，我就在client里來做，我做完一個操作，就把這個操作加到一個緩存隊列中，讓后臺線程處理這個copy操作。

4 當(dāng)我down掉的節(jié)點可以重新提供使用，怎么能加入到緩存，當(dāng)做備胎使用

這個有兩種方式，一種是down掉的緩存直接通知我，我活了，我想當(dāng)備胎，你看怎么辦。一種是 我每隔一段的時間對down掉的節(jié)點看一下，如果好了，我就將他允許他當(dāng)備胎。

現(xiàn)在看看redis怎么做的

它提出了一種類型的人:哨兵，他的的職責(zé)如下

• 監(jiān)控。他負(fù)責(zé)檢查緩存和備胎的健康情況

• 通知。他監(jiān)控出現(xiàn)異常的時候，可以通知管理員，或者其他程序。

• 自動故障恢復(fù)。當(dāng)緩存不可以時，在備胎請求緩存的時候啟動一個故障恢復(fù)的進(jìn)程，當(dāng)client使用緩存的時候就會被通知，你要換個備胎來用了。

• 配置提供者。client不能直接的訪問緩存，需要先問一下這哥們我應(yīng)該訪問那個緩存。

針對上面的四個問題，看看redis是怎么做的

1 我怎么判斷緩存服務(wù)不可用

他提出了一個閾值的概念 quorum ，當(dāng)且僅當(dāng)這兩個條件滿足時，才能確定一個緩存不可用

• 有幾個哨兵同意當(dāng)前緩存不可用

• 為了找到一個哨兵啟動故障恢復(fù)的進(jìn)程，哨兵們需要選舉一個領(lǐng)導(dǎo)，由他來執(zhí)行這個操作。

這個就有點坑爹了，如果是這樣部署的緩存服務(wù)

• server001 master soilder01

• server002 replica1 soilder02

閾值設(shè)置的是1 ，當(dāng)soilder02說 master不能使了，ok滿足第一個條件，那第二個條件是找到一個哨兵來啟動故障恢復(fù)程序，就剩一個soilder，還怎么選舉，還需要選舉嗎？

當(dāng)然這種情況可以認(rèn)為的避免，比如可以將哨兵也可以安排在client里

• server001 master soilder01

• server002 replica1 soilder02

• server003 client1 soilder03

• server004 client2 soilder04

我把閾值設(shè)置為 1，就可以解決這個問題。

2 當(dāng)緩存不可用的時候，我怎么通知到所有使用緩存服務(wù)的客戶端，現(xiàn)在你訪問的這個有問題，你應(yīng)該訪問另外一個好的

客戶端通過哨兵來間接的訪問緩存服務(wù)。這樣做的弊端就是增加了一層網(wǎng)絡(luò)消耗。本來我直接訪問緩存拿到數(shù)據(jù)了，現(xiàn)在我需要問一下哨兵，現(xiàn)在的緩存地址是啥，我再根據(jù)這個地址訪問緩存服務(wù)。

3 備份的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)怎么和正在使用的緩存服務(wù)存儲的數(shù)據(jù)保持一致

當(dāng)備胎和緩存master連上時，master負(fù)責(zé)備胎和自己保持一致性。

4 當(dāng)我down掉的節(jié)點可以重新提供使用，怎么能加入到緩存，當(dāng)做備胎使用

當(dāng)備胎和緩存master連上時，master負(fù)責(zé)備胎和自己保持一致性。

“redis高可用是什么意思”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！