《Redis面试系列七、主从架构数据同步｜CSDN创作打卡》

目录

主从复制概述

主从复制的其他作用

搭建主从复制

主从复制原理

主从库——全量复制

第一阶段：建立连接

第二阶段：主库同步数据给从库

第三阶段：发送新写命令到从库

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高可用有两个含义：一是数据尽量不丢失，二是服务尽可能提供服务。

主从复制概述

一台宕机了无法提供服务，那多台呢？是不是就可以解决了。Redis 提供了主从模式，通过主从复制，将数据冗余一份复制到其他 Redis 服务器。

前者称为主节点 (master)，后者称为从节点 (slave)；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

默认情况下，每台 Redis 服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点 (或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。

为了保证副本数据的一致性，主从架构采用了读写分离的方式。

读操作：主、从库都可以执行；

写操作：主库先执行，之后将写操作同步到从库；

我们可以假设主从库都可以执行写指令，假如对同一份数据分别修改了多次，每次修改发送到不同的主从实例上，就导致是实例的副本数据不一致了。

如果为了保证数据一致，Redis 需要加锁，协调多个实例的修改，Redis 自然不会这么干！

主从复制的其他作用

1. 故障恢复：当主节点宕机，其他节点依然可以提供服务；
2. 负载均衡：Master 节点提供写服务，Slave 节点提供读服务，分担压力；
3. 高可用基石：是哨兵和 cluster 实施的基础，是高可用的基石。

搭建主从复制

主从复制的开启，完全是在从节点发起的，不需要我们在主节点做任何事情。

可以通过 replicaof（Redis 5.0 之前使用 slaveof）命令形成主库和从库的关系。

在从节点开启主从复制，有 3 种方式：

配置文件
在从服务器的配置文件中加入 replicaof

启动命令
redis-server 启动命令后面加入 --replicaof

客户端命令
启动多个 Redis 实例后，直接通过客户端执行命令：replicaof ，则该 Redis 实例成为从节点。

比如假设现在有实例 1（172.16.88.1）、实例 2（172.16.88.2）和实例 3 (172.16.88.3)，在实例 2 和实例 3 上分别执行以下命令，实例 2 和 实例 3 就成为了实例 1 的从库，实例 1 成为 Master。

replicaof 192.168.1.20 6379

主从复制原理

主从库模式一旦采用了读写分离，所有数据的写操作只会在主库上进行，不用协调三个实例。

主库有了最新的数据后，会同步给从库，这样，主从库的数据就是一致的。

1. 第一次主从库全量复制；
2. 主从正常运行期间的同步；
3. 主从库间网络断开重连同步。

主从库——全量复制

主从库第一次复制过程大体可以分为 3 个阶段：连接建立阶段（即准备阶段）、主库同步数据到从库阶段、发送同步期间新写命令到从库阶段；

直接上图，从整体上有一个全局观的感知，后面具体介绍。

第一阶段：建立连接

该阶段的主要作用是在主从节点之间建立连接，为数据全量同步做好准备。从库会和主库建立连接，从库执行 replicaof 并发送 psync 命令并告诉主库即将进行同步，主库确认回复后，主从库间就开始同步了。

在从节点的配置文件中的 replicaof 配置项中配置了主节点的 IP 和 port 后，从节点就知道自己要和那个主节点进行连接了。

从节点内部维护了两个字段，masterhost 和 masterport，用于存储主节点的 IP 和 port 信息。

从库执行 replicaof 并发送 psync 命令，表示要执行数据同步，主库收到命令后根据参数启动复制。命令包含了主库的 runID 和 复制进度 offset 两个参数。

runID：每个 Redis 实例启动都会自动生成一个 唯一标识 ID，第一次主从复制，还不知道主库 runID，参数设置为 「?」。

offset：第一次复制设置为 -1，表示第一次复制，记录复制进度偏移量。

主库收到 psync 命令后，会用 FULLRESYNC 响应命令带上两个参数：主库 runID 和主库目前的复制进度 offset，返回给从库。从库收到响应后，会记录下这两个参数。

FULLRESYNC 响应表示第一次复制采用的全量复制，也就是说，主库会把当前所有的数据都复制给从库。

第二阶段：主库同步数据给从库

master 执行 bgsave命令生成 RDB 文件，并将文件发送给从库，同时主库为每一个 slave 开辟一块 replication buffer 缓冲区记录从生成 RDB 文件开始收到的所有写命令。

从库收到 RDB 文件后保存到磁盘，并清空当前数据库的数据，再加载 RDB 文件数据到内存中。

第三阶段：发送新写命令到从库

从节点加载 RDB 完成后，主节点将 replication buffer 缓冲区的数据发送到从节点，Slave 接收并执行，从节点同步至主节点相同的状态。

希望能对大家有所帮助。