redis主从复制原理详解redis主从复制简单介绍Redis主从复制原理

前言

Redis的主从复制和MySQL差不多，主要起着数据备份，读写分离等作用。所以说主从复制对Redis来说非常重要，而无论是面试还是工作中，了解Redis主从复制底层实现有非常有必要，那么接下来就和大家来看看Redis主从复制是怎么实现的吧。

什么是Redis主从复制？

在Redis中，我们可以通过SLAVEOF命令或者slaveof选项，让一个服务器去复制另一个服务器，被复制的服务器称为“主服务器”，发起复制的服务器称为“从服务器”，由两种服务器组成的模式称为“主从复制”。

Redis主从复制有以下特点：

• Redis使用异步复制，slave和master之间异步地确认处理的数据量。
• 一个master可以拥有多个slave。
• slave可以接受其他slave的连接。除了多个slave可以连接到同一个master之外，slave之间也可以像层叠状的结构（cascading-likestructure）连接到其他slave。自Redis4.0起，所有的sub-slave将会从master收到完全一样的复制流。
• Redis复制在master侧是非阻塞的。这意味着master在一个或多个slave进行初次同步或者是部分重同步时，可以继续处理查询请求。
• 复制在slave侧大部分也是非阻塞的。当然这个是可配的，如果在redis.conf配置是非阻塞的，可以使用旧数据集处理查询请求；如果配置的是阻塞的，slave会返回一个error给客户端。

怎么实现主从复制？

假设现在有两个Redis服务器，地址分别为127.0.0.1:6379和127.0.0.1:12345,如果在服务器127.0.0.1:12345执行以下命令：

127.0.0.1:12345>SLAVEOF127.0.0.16379OK

那么服务器127.0.0.1:12345就是127.0.0.1:6379的从服务器。主从服务器的数据会保持一致
比如主服务器存储数据：

127.0.0.1:6379>setmsg"helloworld"OK

然后从服务器就能直接获取数据：

127.0.0.1:12345>getmsg"helloworld"

删除数据也是一样，主从会保持一致。

主从复制原理

首先，Redis的复制分为同步(sync)和命令传播(commandpropagate)两个操作：

• 同步操作用于将从服务器数据库的状态更新为主服务器所处的状态。
• 命令传播则相反，它主要作用在主服务器的数据库状态更改时，导致主从服务器的数据库状态出现不一致时，让主从回到一致的的过程。

接下来详细说说这两种复制。

同步

文字解说：

1. 客户端向从服务器发送SLAVEOF命令，先是判断是否是第一次复制，第一次是复制一般是刚开始组建主从关系。
2. 是第一次复制：从服务器会向主服务器发送PSYNC？-1命令，请求主服务器执行完整重同步操作。
3. 主服务器接到完整重同步请求之后，将在后台执行BGSAVE命令，在后台生成一个RDB文件，并使用一个复制积压缓冲区记录从现在开始执行的所有写命令。
4. BGSAVE命令执行完毕之后，主服务器会将RDB文件以及缓冲区中记录的写命令发送给从服务器，还会向从服务器返回+FULLRESYNC[主服务器ID][复制偏移量]（和图中的偏移量是一个）。
5. 从服务器接收到后，会载入RDB文件，并执行主服务器给的写命令，以此来达到和主服务器一致的数据状态。
6. 如果不是第一次复制，那么说明从服务器可能是断线，导致和主服务器数据状态不一致，需要同步主服务器的数据。那么从服务器会按照下面的步骤来请求部分同步。
7. 向主服务器发送PSYNC[主服务器ID][复制偏移量]（这个是第一次复制时主服务器传过来的），主服务器ID是断线前的主服务器，用于定位去同步那个主服务器的；复制偏移量是上一次同步的位置，用于定位具体的同步位置的。
8. 主服务器接收到从服务器的命令后，并找到相应同步的位置后，会给从服务器发送+CONTINUE命令，表示将于从服务器执行部分同步操作，之后主服务器会将保存在复制积压缓冲区对应复制偏移量之后的所有数据发送给从服务器，但是如果找不到偏移量之后的数据，就会进行完整同步，这样就可以让从服务器达到和主服务器一致的状态。

命令传播

主从服务器同步成功后，并不会一直保持这个状态，主服务器可能会执行写命令，这也主从数据就不知一致了。
为了处理这种问题，主服务器会把自己执行的命令发送给从服务器，当从服务器执行完这些命令之后，主从服务器的数据就一致了。

在命令传播阶段，从服务器默认会以每秒一次的频率，向主服务器发送命令：
REPLCONFACK<replication_offset>
<replication_offset>是从服务器当前的复制偏移量来看。
发送REPLCONFACK命令对于主从服务器有三个作用：

• 检测主从服务器的网络状态。
• 辅助实现min-slaves选项。
• 检测命令丢失。

关键词讲解

1. 主服务器ID：用于标识一个服务器。

• 每个服务器，无论是主服务器还是从主服务器都有属于自己独一无二的服务器ID。
• ID在服务器启动时生成，由40个随机的十六进制字符组成。

1. 复制积压缓冲区：复制积压缓冲区是由主服务器维护的一个固定长度、先进先出（FIFO）队列，默认大小为1MB。如下：

总结

Redis主从复制主要是通过PSYNC命令实现。
复制分为部分复制以及完整复制。
部分复制通过复制偏移量、复制积压缓冲区、服务器ID来实现。
完整复制通过RDB以及复制积压缓冲区来实现。
主从复制主要解决的是数据备份、读写分离的问题。