Redis的主从复制实现原理

文章目录

• Redis的主从复制
• • 旧版的复制实现
  • 新版的复制实现
  • • 部分重同步
  • 复制的实现

Redis的主从复制

旧版的复制实现

Redis的复制功能分为同步（sync）和命令传播（command propagate）两个操作。
同步：

同步操作用于将从服务器的数据库状态更新至主服务器当前所处的数据库状态。

步骤：

1. 从服务器发送sync命令到主服务器。
2. 主服务器收到sync命令后，会执行BGSAVE命令在后台生成一个RDB文件，并使用一个缓冲区记录从现在开始执行的所有写命令。
3. 当主服务器的BGSAVE命令执行完毕时，主服务器会将BGSAVE命令生成的RDB文件发送给从服务器，从服务器接收并载入这个RDB文件，将自己的数据库状态更新至于主服务器执行BGSAVE命令时的数据库状态
4. 主服务器将记录在缓冲区里面的所有写命令发送给从服务器，从服务器执行这些命令，将自己的数据库状态更新主服务器数据库状态当前所处的状态。

命令传播：

命令传播操作则用于在主服务器的数据被修改，导致主从服务器的数据库状态出现不一致时，让主从服务器的数据库重新回到一致状态。

新旧版本的差别在于“断线后重复制”的不同

断线后重复制：

处于命令传播阶段的主从服务器因为网络原因而中断了复制，但从服务器通过自动重新连接又连上了主服务器，并继续复制主服务器。

旧版在断线后，因为主从不同步，所以要先主服务器发送sync命令，重新同步。但是这样的话，之前执行命令传播的工作就没用了。

sync是一个很耗时的操作

1. 主服务器要执行BGSAVE命令来生成RDB文件，这个操作会耗费主服务器大量的CPU、内存和磁盘IO资源。
2. 主服务器要将生成的RDB文件通过网络传输都从服务器上，这个操作会耗费主从服务器大量的网络资源
3. 接收到RDB文件的从服务器需要载入主服务器传来的RDB文件，并且在载入期间，从服务器会因为阻塞而无法处理命令请求。

新版的复制实现

redis2.8后添加了部分重同步

部分重同步

1.复制偏移量

​ 主从服务器都会维护一个复制偏移量：

• 主服务器每向从服务器传播N个字节的数据时，主服务器的复制偏移量就会加上N
• 从服务器接收到主服务器传来的N个字节的数据时，从服务器的复制偏移量就会加上N

通过对比主从服务器的复制偏移量，就能知道主从是否一致。

• 如果主从处于一致状态，那么其偏移量一定相等
• 反之

2.复制积压缓冲区

​ 复制积压缓冲区是主服务器维护的一个固定长度先进先出队列，默认为1MB。

• 当从服务器重连上主服务器的时候，从服务器会通过PSYNC命令将自己的偏移量offset发送到主服务器上，如果offset + 1 仍然存在复制积压缓冲区里，那么就会执行部分重同步操作。
• 反之执行完全重同步（因为从库有一部分数据已经不在缓冲区了，部分重同步是无论如何都不能使主从一致的）

3.服务器运行ID

• 每个服务器都有自己的运行ID。
• 运行ID由启动时自动生成40个随机的十六进制字符。
• 当从服务器对主服务器进行初次复制时，主服务器会把自己的ID传给从服务器。
• 从服务器在重连时，会将之前保存的运行ID发送给主服务器
  • 如果这个运行ID与主服务器的运行ID不一样，说明主服务器已经更换了，这时必须进行完全重同步
  • 反之

psync

复制的实现

1. 步骤一：设置主服务器的地址和端口

命令：

SLAVEOF <master_ip> <master_port>

2. 步骤二：建立套接字连接

从服务器会根据命令的ip和端口号去与主服务器建立连接，创建连向主服务器的套接字连接。连接成功后，从服务器会为这个套接字关联一个专门用于处理复制工作的文件管理事件处理器。

主服务器

从服务器是主服务器的客户端

3. 步骤三：发送PING命令

4. 步骤四：身份验证

步骤五：发送端口信息

步骤六：同步

步骤七：命令传播