主从复制是怎么实现的？

单机模式的缺点

Redis虽然有持久化技术保证Redis奔溃后重启可以恢复数据，但是，单机模式下还是存在两方面问题。一方面Redis一旦宕机，数据恢复需要一定的时间，这段时间内，都不能接收和处理请求；另一方面，如果硬盘发生损坏，无论AOF文件还是RDB文件都会丢失，也就无法恢复了。

主从复制模式

Redis提供了主从复制模式，将数据备份到多台服务器上，较好地保证数据的丢失，同时，一台服务器故障后，其它服务器还能够提供服务。

另外，Redis主从复制模式下，是读写分离的。主服务器负责读写操作并将写操作同步给从服务器，而从服务器只负责读操作。

第一次同步

当我们发起slaveof或者replicaof命令时，从服务器就会向主服务器发送一条psync指令（包含主服务器id和复制进度，这里一开始时为随机id和-1），表明自己要与之进行数据同步，主服务器收到命令后，响应一个全量复制的命令（包含主服务器的id和复制进度），从服务器收到后报错主服务器信息。接着，主服务器执行bgsave命令，生成RDB文件，然后将生成的RDB文件传输给从服务器，从服务器收到后，清空自己的数据，然后载入这个RDB文件到内存。为了保证主从一致，在主服务器生成RDB文件、传输RDB文件和从服务器加载RDB文件的过程中，都会记录写操作命令到一个replication buffer的缓冲区。在从服务器载入RDB文件到内存后，会给主服务器发送一个确认消息。主服务器收到后，将replication buffer缓冲区中的写操作命令发送给从服务器，从服务执行这些写操作命令，这样，主从服务器达到一致。

命令传播

主从服务器在进行第一次同步后，为了避免频繁地建立和端口TCP连接，主服务器和从服务器之间会维持一个TCP长连接，用于后续主服务器将写操作指令传播给从服务器。

分摊主服务器的压力

主服务器要与许多的从服务器进行全量复制时，主服务器会不停的忙于fork子进程生成RDB文件，如果主服务器的内存很大，fork子进程时复制主进程的页表也会很大，这样就会导致阻塞主进程；
另外，传输RDB文件也会耗费主服务器的网络带宽，不利于响应命令请求。

因此，我们需要对从服务器执行slaveof或者replicaof命令，使其也有自己的从服务器，这样，从服务器在同步主服务器（老板）的同时，也可以将数据同步给自己（经理）的从服务器（普通员工），便分摊了主服务器的压力

增量复制

当从服务器与主服务器断开TCP连接时，主服务器就无法向从服务器继续进行写操作的命令传播，这时，为了保证主从数据的一致性，Redis2.8之前，采用的方法是，在从服务器与主服务器重连之后，直接进行全量复制，但是，由于从服务器其实本身之前可能已经同步了一部分数据，这时再清空进行全量复制，开销就太大了。

因此Redis2.8之后，主服务器在与从服务器命令传播或者断开期间，都会将写操作命令写入一个repl back buffer中，repl back buffer是一个环形的缓冲区（会覆盖之前的数据）。从服务器与主服务器重新连接上后，从服务器发送一个psync指令（包含了主服务器的id和从服务器自己的复制偏移量offset），主服务器收到之后，向从服务器发送一个continue响应命令，告知从服务器接下来将以增量复制的方式进行数据同步。

主服务器会根据自己写到的位置master_repl_offset和从服务器同步到的位置slave_repl_offset之间的差距，判断从服务器要读取的数据是否还包含在repl_backlog_buffer。
如果存在，则采用增量复制，将增量数据写入到replication buffer缓冲区中，replication buffer缓冲区中，就是在全量复制过程中，保存的即将要传播给从服务器的命令。
如果不存在，则采用全量复制。

为了保证网络恢复后，尽量采用增量复制的方式进行数据恢复，我们会控制repl_backlog_buffer的
空间大小（默认1MB）大于second * write_size _per_second，second表示从服务器断线后重新连上主服务器平均耗时， write_size _per_second表示主服务器平均每秒钟产生的写操作的数量