Redis集群（1）主从复制 【转发】

0 摘要

主从同步机制三个阶段：

• 第一次复制通过全量复制，全量复制完成之后（psync + RDB文件+repl_buffer）；
• 命令传播阶段（通过长连接+repl_buffer保证 命令顺序性+ repl_backlog_buffer 实现数据补发）;
• 恢复断连阶段增量同步（psync +repl_backlog_buffer ）。redis 2.8之前和全量同步类似，通过psync代替sync实现增量同步。

命令传播阶段是否会出现：第一指令没有成功，第二个成功了？
不会。

1 全量复制和增量复制

1.1 全量复制

从节点与主节点第一次建联成功后执行全量同步流程如下：

1. slave节点向master节点发送“psync ? -1” 命令；
2. master收到psync命令之后返回 FULLRESYNC 告知 slave 将执行全量同步；
3. master执行bgsave命令，Redis会fork出一个子进程在后台生成RDB文件，同时将同步过程中的写命令记录到replication_buffer中；
4. master会把生成的RDB文件发送给slave；
5. slave接收到RDB文件会将其装载入内存；
6. master将记录在复制缓冲区replication_buffer的所有写命令发送给slave，slave对这些命令进行「重放」，将其数据库的状态更新至和master一致。
   如下图
   

1.2 断连处理-增量复制

在Redis 2.8之前，如果因网络原因，主从节点复制中断，当再次建立连接时，还是会执行SYNC命令进行全量复制。效率较为低下。从Redis 2.8开始，引入了PSYNC命令代替SYNC命令来执行复制时的同步操作。PSYNC命令相比之前SYNC提供了增量复制。

注意： “PSYNC ? -1 ” 和SYNC作用相同，都是全量复制。

PSYNC通过复制挤压缓冲区repl_backlog_buffer实现增量复制，流程如下：

1. 断连期间，主库将命令记录到repl_backlog_buffer，并更新master_repl_offset；
2. 断连恢复，
   1）从库通过PSYNC ，发送salve_repl_offset 到主库
   2）主库将salve_repl_offset和master_repl_offset之间的数据发送给从库，即断连之间的数据
   注意：repl_backlog_buffer是环形缓存区，如果断连时间过长，主从不同步的命令超过缓冲区大小，此时会进行全量同步。

2 基于长连接的命令传播

解释下repl_backlog_buffer和replation_buffer两个缓存的区别？

replation_buffer每个长连接独享一个，建立主从连接之后生成的:
a:全量复制过程中，解决RDB生成、传输和加载过程中增量写问题；
b:命令传播过程中，实现命令按顺序同步到从节点。

relation_backlog_buffer所有长连接共享一个，redis服务初始化时候生成的:
a:恢复断连过程中实现增量复制;
b:命令传播过程中实现数据补发。

在命令传播阶段，一个写命令到master之后会更新两个buffer：
a:repl_backlog_buffer追加写命令;
b:replation_buffer追加写命令。

注意：redis7之后将上述两个缓冲区合并了，简称 共享复制缓冲区 ，具体可以查询相关文档

当主从库完成了全量复制，它们之间就会一直维护一个长连接，主库会通过这个长连接将后续陆续收到的写操作命令（replation_buffer中命令）发送给对应的从库，这个过程也称为基于长连接的命令传播，使用长连接的目的就是避免频繁建立连接导致的开销。

2.1 命令传播如何保证顺序性和完整性

假设，当前主从节点的repl_offset为1000，如下两个命令顺序达到主库：

• 命令1 -> 保存到缓存repl_backlog_buffer （200个字节）&&更新master_repl_offset 1200 -> 异步发送命令给从节点offset。
• 命令2 -> 保存到缓存repl_backlog_buffer(300个字节)&&更新offset 1500 -> 异步发送命令给从节点。

Q: 在将命令1和命令2同步到从库过程中是否出出现： 命令1丢失(失败)了，命令2正常写入从节点，即此时从节点offset为1300，然后从节点执行 REPLCONF ACK 1300，主从节点各如何处理？
A: 不会出现这个问题。分两种情况讨论：
  1）master保证命令按序同步给slave,因为主节点往从节点发送命令是通过replation_buffer进行的，replation_buffer是每个从节点长连接独享一个，所以保证了master同步到slave的命令的有序性，如上面命令传播流程图。
  2）slave收到命令后执行失败，这种情况下slave会主动断开长连接，然后重连会进行增量复制，保证命令不丢失。

2.2 心跳检测REPLCONF_ACK

在命令传播阶段，从节点间隔1秒向服务器发送一个“REPLCONF ACK{offset}” 命令。命令作用为：

• slave上报资损复制偏移量，检查是否存命令丢失。主节点判断master_repl_offset和slave_repl_offset是否一致性，不一致性就行数据补发操作；
• 判断master是否在线，如果超时则认为为master下线，1）将传播命令的长连接关闭；2）等下次进行心跳检查，如果连接上，则触发增量同步PSYNC
• master确定从节点数量和每个从节点同步延迟时间，通过min-slaves-to-write、 minslaves-max-lag参数配置定义。

数据补发和增量复制区别：

• 增量复制是主从连接断连，在连接恢复之后，从节点发送PSYNC 进行触发的；
• 数据补发是在主从连接没有断连的情况下执行的。通过REPLCONF ACK{offset}触发。
  

3 拓扑结构- 主-从-从

为了降级master同步的压力，多采用“主-从-从”的复制模式。

原文地址