Redis高可用

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他Redis服务器。

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。

主从复制原理

• 全量复制。比如第一次同步时

• 增量复制。只会把主从库网络锻炼期间主库收到的命令，同步给从库。

主库主要用来写

从库用来读

实现读写分离

全量复制

当我们启动多个Redis实例时，他们相互会通过replicaof命令形成主库和从库的关系，之后按照三个阶段完成数据的第一次同步

确认主从关系

第一次同步

三个阶段：

• 第一阶段建立链接、协商同步

  • 主从建立链接后，从服务器会发送给主服务器psync命令表示要进行数据同步。psync包括两个参数，分别是主服务器的runID和复制进度offset

    • runID，每一个Redis服务器在启动时都会自动生产一个随机的ID来唯一标识自己。当从服务器和主服务器第一次同步时，因为不知道主服务器的runID，所以会设置为"?"

    • offset,表示复制进度，第一次同步时值为-1

  • 主服务器收到psync后，会用fullresync命令作为响应给对方，并会携带两个参数：主服务器的runID和主服务器目前的复制进度offset。

  • fullresync 命令的意图是采用全量复制的方式，也就是主服务器会把所有的数据都同步给从服务器。

  • 第一阶段是在为全量复制做准备。

• 第二阶段是主服务器同步数据给从服务器

  • 主服务器会执行bgsave命令来生成rdb文件，然后把文件发送给从服务器。从库接收到数据后会先把当前数据库清空。

• 第三阶段是主服务器发送新写操作给从服务器。

  • 当主库完成RDB文件后，就会把此时replication buffer中的修改操作发给从库。

第一次同步结束后，主服务器和从服务器之间会保存tcp连接，用于接下来将主服务器的写操作传递给从服务器

增量复制

主要发生在主从服务器断链，并重新恢复后，进行数据的同步

• 在主从数据库的网络断开，然后恢复后，从服务器发送psync，请求同步

• 主服务器接收后，使用continue命令告诉从服务器接下来使用增量复制

• 主服务器会将主从服务器断线期间的写命令发送给从服务器，然后执行这些命令。

主服务器如何确认发送哪些数据给从服务器？

• repl_backlog_buffer，是一个「环形」缓冲区，用于主从服务器断连后，从中找到差异的数据；

• replication offset，标记上面那个缓冲区的同步进度，主从服务器都有各自的偏移量，主服务器使用 master_repl_offset 来记录自己「写」到的位置，从服务器使用 slave_repl_offset 来记录自己「读」到的位置。

那 repl_backlog_buffer 缓冲区是什么时候写入的呢？

在主服务器进行命令传播时，不仅会将写命令发送给从服务器，还会将写命令写入到 repl_backlog_buffer 缓冲区里，因此 这个缓冲区里会保存着最近传播的写命令。

网络断开后，当从服务器重新连上主服务器时，从服务器会通过 psync 命令将自己的复制偏移量 slave_repl_offset 发送给主服务器，主服务器根据自己的 master_repl_offset 和 slave_repl_offset 之间的差距，然后来决定对从服务器执行哪种同步操作：

• 如果判断出从服务器要读取的数据还在 repl_backlog_buffer 缓冲区里，那么主服务器将采用增量同步的方式；

• 相反，如果判断出从服务器要读取的数据已经不存在 repl_backlog_buffer 缓冲区里，那么主服务器将采用全量同步的方式。

当主服务器在 repl_backlog_buffer 中找到主从服务器差异（增量）的数据后，就会将增量的数据写入到 replication buffer 缓冲区，它是缓存将要传播给从服务器的命令。