Redis设计与实现3.1：主从复制

主从复制

这是《Redis设计与实现》系列的文章，系列导航：Redis设计与实现笔记

SLAVEOF
新旧复制功能

旧版复制功能

旧版复制功能的实现为 同步 和 命令传播：
当刚连上Master时，要做一次全同步：
sequenceDiagram        participant Slave        participant Master        Slave->>Master: SYNC        Master->>Master: BGSAVE        Master->>Master: 记录此时的命令到缓冲区中    Master->>Slave: 发送RDB    Master->>Slave: 发送命令缓冲区中的命令之所以要用到缓冲区是因为，在主节点进行 BGSAVE 的过程中如果有命令执行，那么我们要把这些命令也记录下来。
之后，主从节点之间只用 命令传播 就可以做到同步了，也就是说主节点执行什么命令，从节点跟着执行。（当然，一些随机、时间类的函数会直接转换成定值）
旧版复制的缺陷

如果从节点断线后重新连接，旧版复制功能的效率很低，因为为了让从服务器补足一小部分的确实却要进行一次 SYNC 命令。

为什么低效：

• 主节点 BGSAVE 要消耗大量的CPU、内存、IO资源
  
• 主节点发送需要消耗网络资源
  
• 从节点需要载入，且载入期间处于阻塞状态
  

新版复制功能

用 PSYNC 命令代替 SYNC。
PSYNC 具有 完整重同步 和 部分重同步 两种模式，分别针对初次同步和重新同步两种场景。
复制功能的实现

复制的实现

复制的一些具体的细节，当进行复制时：

• 从服务器设置主服务器的地址和端口
  

  1. struct redisServer{
  2. //...
  3. char *masterhost;
  4. int masterport;
  5. //...
  6. }

  复制代码

  
  
• 建立套接字连接，并关联一个专门处理复制工作的文件事件处理器
  
• 发送 PING 命令，检查套接字和主服务器的状态是否正常
  
  
• 身份验证，主从必须配置一致且密码正确（如果有）才能通过验证
  
• 发送端口信息：主节点也得知道给从节点的哪个端口发消息，不是么
  
• 同步：干正事儿喽
  

  这里书上说：
  

  
  
  • 在同步操作执行之前，只有从服务器是主服务器的客户端，但是在执行同步操作之后，主服务器也会成为从服务器的客户端。
    
  • 正是因为主服务成为了从服务器的客户端，所以主服务器才能通过发送写命令来改变从服务器的数据库状态。
    

  我想了想，似乎一般确实都是客户端改变服务端的数据的，所以这么说倒也在理，但是服务端不是也可以给客户端发送数据么？所以这里可能和 Redis 的具体实现有关？
  

  
  
• 命令传播：进入了第二个阶段
  

如何部分重同步

要关注的三个部分：

• 复制偏移量：主从服务器都有复制偏移量，通过这个值判断主从是否处于一致状态
  
• 主服务器的复制积压缓冲区：保存执行命令的历史记录
  

  一个固定长度（默认1MB）的 FIFO 的队列，当主从不一致时可以计算并从中获取缺少的命令。
  由于固定长度，所以如果缺的多了就只能进行完整重同步了。
  大小一般设为 断连平均时间 * 每秒的命令数，安全起见再乘以2。
  

  
  
• 服务器的运行 ID
  

  毕竟只有 ID 一致同步才有意义，否则说明换主人了，那还是全同步吧
  

  
  

PSYNC的逻辑

graph LR;S(接收到SLAVEOF命令) --> A{第一次复制?}A --Y--> A1[发送PSYNC ? -1] --> E1(返回+FULLRESYNC &ltrunid> &ltoffset&gt)A --N--> A2[发送PSYNC &ltrunid&gt &ltoffset&gt] --> B{主服务器返回 +CONTINUE}B --N--> E1B --Y--> E2[执行部分重同步]主要是判断 是否是第一次复制 、 是否是同一个主服务器，从而决定是部分重同步还是全同步。
上图没有展示的是，如果主服务器不支持 PSYNC，则返回 -ERR
心跳检测

心跳检测：在命令传播阶段，从服务器默认每秒发送一次心跳：REPLCONF ACK 。
作用有三：

• 检测主从服务器的网络状态
  
• 辅助实现 min-slaves 配置选项
  

  min-slaves-to-write、min-slaves-max-lag 可以防止发生脑裂现象
  

  
  
• 通过 offset 检测命令是否丢失
  

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