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数据库：一文解析Redis读写分离技术

北京联盟_原题是：一文解析Redis读写分离技术
云数据库Redis版不管主从版还是集群规格 ， replica作为备库不对外提供服务 ， 只有在发生HA的时候 ， replica提升为master后才承担读写流量 。这种架构读写请求都在master上完成 ， 一致性较高 ， 但性能受到master数量的限制 。经常有用户数据较少 ， 但因为流量或者并发太高而不得不升级到更大的集群规格 。
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背景
云数据库Redis版不管主从版还是集群规格 ， replica作为备库不对外提供服务 ， 只有在发生HA的时候 ， replica提升为master后才承担读写流量 。这种架构读写请求都在master上完成 ， 一致性较高 ， 但性能受到master数量的限制 。经常有用户数据较少 ， 但因为流量或者并发太高而不得不升级到更大的集群规格 。
为满足读多写少的业务场景 ， 最大化节约用户成本 ， 云数据库Redis版推出了读写分离规格 ， 为用户提供透明、高可用、高性能、高灵活的读写分离服务 。
架构
Redis集群模式有redis-proxy、master、replica、HA等几个角色 。在读写分离实例中 ， 新增read-only replica角色来承担读流量 ， replica作为热备不提供服务 ， 架构上保持对现有集群规格的兼容性 。redis-proxy按权重将读写请求转发到master或者某个read-only replica上；HA负责监控DB节点的健康状态 ， 异常时发起主从切换或重搭read-only replica ， 并更新路由 。
一般来说 ， 根据master和read-only replica的数据同步方式 ， 可以分为两种架构：星型复制和链式复制 。
星型复制
星型复制就是将所有的read-only replica直接和master保持同步 ， 每个read-only replica之间相互独立 ， 任何一个节点异常不影响到其他节点 ， 同时因为复制链比较短 ， read-only replica上的复制延迟比较小 。
Redis是单进程单线程模型 ， 主从之间的数据复制也在主线程中处理 ， read-only replica数量越多 ， 数据同步对master的CPU消耗就越严重 ， 集群的写入性能会随着read-only replica的增加而降低 。此外 ， 星型架构会让master的出口带宽随着read-only replica的增加而成倍增长 。Master上较高的CPU和网络负载会抵消掉星型复制延迟较低的优势 ， 因此 ， 星型复制架构会带来比较严重的扩展问题 ， 整个集群的性能会受限于master 。
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链式复制
链式复制将所有的read-only replica组织成一个复制链 ， 如下图所示 ， master只需要将数据同步给replica和复制链上的第一个read-only replica 。
链式复制解决了星型复制的扩展问题 ， 理论上可以无限增加read-only replica的数量 ， 随着节点的增加整个集群的性能也可以基本上呈线性增长 。
链式复制的架构下 ， 复制链越长 ， 复制链末端的read-only replica和master之间的同步延迟就越大 ， 考虑到读写分离主要使用在对一致性要求不高的场景下 ， 这个缺点一般可以接受 。但是如果复制链中的某个节点异常 ， 会导致下游的所有节点数据都会大幅滞后 。更加严重的是这可能带来全量同步 ， 并且全量同步将一直传递到复制链的末端 ， 这会对服务带来一定的影响 。为了解决这个问题 ， 读写分离的Redis都使用阿里云优化后的binlog复制版本 ， 最大程度的降低全量同步的概率 。
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