Redis 的主从同步（复制）
Redis 的主从同步（复制）
Redis 的主从同步（复制）
什么是主从同步（复制）
假设有两个 redis 实例 ⇒ A 和 B
B 实例的内容与 A 实例的内容保持同步
那么称 A 实例是主数据库，B 实例是从数据库
这个过程称为主从同步
为什么要使用主从同步（复制）
- 防止发生单点故障
- 扩展内存
如何开启/关闭主从同步
开启同步
- 配置文件中加入
slaveof 主数据库地址 主数据库端口- 在命令行中执行上述命令
redis> slaveof 主数据库地址 主数据库端口- 在开启从服务器时执行命令
$ reids-server --port 6380 --slaveof 主数据库地址 主数据库端口关闭同步，并成为主数据库
redis> slaveof no one原理（实现）
复制分为连接建立，数据同步（sync）和命令传播（command propagate）三个阶段
连接建立这里不说，与复制原理无关
下面主要讲数据同步与命令传播两个阶段
redis 从 2.8 版本之后优化了复制功能，咱们先从旧版本的复制说起：
旧版复制过程
| 步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
|---|---|---|
| 同步流程 | ||
| 1 | 向主服务器发送 SYNC 命令 | |
| 2 | 收到 SYNC 命令，执行 BGSAVE 生成 RDB 文件 | |
| 3 | 使用缓冲区记录从现在的写命令 | |
| 4 | 将生成的 RDB 文件发送给从服务器 | |
| 5 | 将缓冲区内的写命令发给从服务器 | 接收并载入 RDB 文件 |
| 6 | 接收并执行主服务器发送来的写命令 | |
| 命令传播流程 | ||
| 1 | 发送客户端发过来的写命令 | |
| 2 | 执行主服务器发送过来的写命令 | |
| 断线重连 | 与同步流程一致 | 与同步流程一致 |
经过上述步骤之后主从服务器的状态可以始终保持一致。
细心的读者已经发现了旧版复制的一些问题：
断线重连需要重新走一次同步的流程，而同步流程中的主服务器生成 RDB 文件和从服务器执行 RDB 文件都是特别密集的 IO 操作，这会让断线重连的成本很高
于是从 2.8 版本之后，redis 使用了新的技术来防止重新执行同步流程
新版复制过程
| 步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
|---|---|---|
| 完整同步流程 | ||
| 1 | 向主服务器发送 PSYNC 命令 | |
| 2 | 收到 PSYNC 命令，执行 BGSAVE 生成 RDB 文件 | |
| 3 | 使用缓冲区记录从现在的写命令 | |
| 4 | 接收并执行主服务器发送来的写命令 | |
| 5 | 将缓冲区内的写命令发给从服务器 | 接收并载入 RDB 文件 |
| 6 | 将生成的 RDB 文件发送给从服务器 | |
| 命令传播流程 | ||
| 1 | 发送客户端发过来的写命令 | |
| 2 | 执行主服务器发送过来的写命令 | |
| 断线重连过程 | ||
| 1 | 发送 PSYNC 命令 | |
| 2 | 向从服务器发送断线过程中的写命令 | |
| 3 | 执行写命令 |
新版复制经过上述步骤，也可以实现主从数据库状态的一致。
在断线重连过程中，只需要重新执行断线过程中未同步的命令即可，这样就比旧版的复制节省了很多 IO 操作
那么这个断线重连的是怎么实现的呢？
部分重同步（断线重连）的实现
redis 的部分重同步借助了4个变量：
- 服务器的运行 ID （run ID）
- 当实例重启时，会生成40个随机的十六进制字符
- 主服务器的复制积压缓冲区（replication backlog）
- 主服务器每将一个命令传送给从数据库，都会将命令放到一个积压队列（固定长度的循环队列）中
- 主服务器的复制偏移量（replication offset）
- 主服务器将命令放到积压队列中时，会记录下当前命令的偏移量，并发送给从服务器
- 从服务器的复制偏移量
- 从服务器接收到主服务器发送过来的命令与偏移量
也许将这4个变量列出来之后，有读者就可以直接想象出来是怎么实现的了，对，没错，就是这么实现的
过程：
部分重同步流程
| 步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
|---|---|---|
| 1 | 发送命令 PSYNC 主数据库的运行ID 断开前最新的命令偏移量 | |
| 判断 1. 运行ID是否能够对应 2. 断开前最新的命令偏移量是否在队列中 满足上述条件可以执行部分重同步，否则执行完全同步 | ||
| 2 | 发送给从数据库偏移量之后的命令 | |
| 3 | 执行命令 |
总结
redis 在很多细节上优化了性能，主从同步（复制）的优化只是其中的一方面。
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