Redis之主从复制的原理探究

主从复制定义

复制的作用是把redis的数据库复制多个副本部署在不同的服务器上，如果其中一台服务器出现故障，也能快速迁移到其他服务器上提供服务。 复制功能可以实现当一台redis服务器的数据更新后，自动将新的数据同步到其他服务器上

主从复制就是我们常见的master/slave模式， 主数据库可以进行读写操作，当写操作导致数据发生变化时会自动将数据同步给从数据库。而一般情况下，从数据库是只读的，并接收主数据库同步过来的数据。 一个主数据库可以有多个从数据库。

如何配置？

在redis中配置master/slave是非常容易的，只需要在从数据库的配置文件中加入slaveof 主数据库地址 端口。 而master 数据库不需要做任何改变。
准备两台服务器，分别安装redis ， server1 server2
\1. 在server2的redis.conf文件中增加 slaveof server1-ip 6379 、 同时将bindip注释掉，允许所有ip访问
\2. 启动server2
\3. 访问server2的redis客户端，输入 INFO replication
\4. 通过在master机器上输入命令，比如set foo bar 、 在slave服务器就能看到该值已经同步过来了。
在server2(从数据库)的redis客户端输入Info replication之后，会显示如下图的信息:

当在主服务器写入一个命令后，会发给从服务器一个命令获取快照。这时候可以根据下面写在从服务器的这个命令去监听主服务的命令状态:

replconf listening-port 6379
然后输入
sync

在主服务写入

set "hello"  "123"

从服务器
会显示对应的命令

原理

主从复制分为三种形式:

全量复制

Redis全量复制一般发生在Slave初始化阶段，这时Slave需要将Master上的所有数据都复制一份。具体步骤如下图所示:

具体步骤如下：

• 从服务器连接主服务器，发送SYNC命令；
• 主服务器接收到SYNC命名后，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；
• 主服务器BGSAVE执行完后，向所有从服务器发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令；
• 从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照；
• 主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令；
• 从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；

完成上面几个步骤后就完成了slave服务器数据初始化的所有操作，savle服务器此时可以接收来自用户的读请求。

master/slave 复制策略是采用乐观复制，也就是说可以容忍在一定时间master/slave数据的内容是不同的，但是两者的数据会最终同步。具体来说，redis的主从同步过程本身是异步的，意味着master执行完客户端请求的命令后会立即返回结果给客户端，然后异步的方式把命令同步给slave。这一特征保证启用master/slave后 master的性能不会受到影响。

但是另一方面，如果在这个数据不一致的窗口期间，master/slave因为网络问题断开连接，而这个时候，master是无法得知某个命令最终同步给了多少个slave数据库。不过redis提供了一个配置项来限制只有数据至少同步给多少个slave的时候，master才是可写的：

min-slaves-to-write 3 表示只有当3个或以上的slave连接到master，master才是可写的

min-slaves-max-lag 10 表示允许slave最长失去连接的时间，如果10秒还没收到slave的响应，则master认为该slave以断开。

2.增量复制

从redis 2.8开始，就支持主从复制的断点续传，如果主从复制过程中，网络连接断掉了，那么可以接着上次复制的地方，继续复制下去，而不是从头开始复制一份
master node会在内存中创建一个backlog，master和slave都会保存一个replica offset还有一个master id，offset就是保存在backlog中的。如果master和slave网络连接断掉了，slave会让master从上次的replica offset开始继续复制但是如果没有找到对应的offset，那么就会执行一次全量同步。

3.无硬盘复制

前面我们说过，Redis复制的工作原理基于RDB方式的持久化实现的，也就是master在后台保存RDB快照，slave接收到rdb文件并载入，但是这种方式会存在一些问题

\1. 当master禁用RDB时，如果执行了复制初始化操作，Redis依然会生成RDB快照，当master下次启动时执行该RDB文件的恢复，但是因为复制发生的时间点不确定，所以恢复的数据可能是任何时间点的。就会造成数据出现问题

\2. 当硬盘性能比较慢的情况下（网络硬盘），那初始化复制过程会对性能产生影响
因此2.8.18以后的版本，Redis引入了无硬盘复制选项，可以不需要通过RDB文件去同步，直接发送数据，通过以下配置来开启该功能
repl-diskless-sync yes
repl-diskless-sync-delay 5
master**在内存中直接创建rdb，然后发送给slave，不会在自己本地落地磁盘了.

缺点:

延时，由于所有的写操作都是在Master上操作，然后同步更新到Slave上，所以从Master同步到Slave机器有一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重，Slave机器数量的增加也会使得这个问题更加严重。

优点:

1. 采用异步复制；
   2）一个主redis可以含有多个从redis；
   3）每个从redis可以接收来自其他从redis服务器的连接；
   4）主从复制对于主redis服务器来说是非阻塞的，这意味着当从服务器在进行主从复制同步过程中，主redis仍然可以处理外界的访问请求；

思考以下:

如果主服务器挂掉了，又重启后，期间写数据如何处理？
处理后，新重启的主服务器，如果数据为null，会不会同步到从服务，导致redis服务器上的数据也被清空？
如何让挂掉的服务器快速重启？
这就关乎我后面下面要说的，哨兵模式
https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/39628290/notes/55601213

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