圖解redis replication基本原理

redis replication的核心機制

（1）redis採用非同步方式複製資料到slave節點，不過redis 2.8開始，slave node會週期性地確認自己每次複製的資料量
（2）一個master node是可以配置多個slave node的
（3）slave node也可以連線其他的slave node
（4）slave node做複製的時候，是不會block master node的正常工作的
（5）slave node在做複製的時候，也不會block對自己的查詢操作，它會用舊的資料集來提供服務; 但是複製完成的時候，需要刪除舊資料集，載入新資料集，這個時候就會暫停對外服務了
（6）slave node主要用來進行橫向擴容，做讀寫分離，擴容的slave node可以提高讀的吞吐量
 

master持久化對於主從架構的安全保障的意義

（1）如果採用了主從架構，那麼建議必須開啟master node的持久化！不建議用slave node作為master node的資料熱備，因為那樣的話，如果你關掉master的持久化，可能在master宕機重啟的時候資料是空的，然後可能一經過複製，salve node資料也丟了，master -> RDB和AOF都關閉了 -> 全部在記憶體中，master宕機，重啟，是沒有本地資料可以恢復的，然後就會直接認為自己IDE資料是空的，master就會將空的資料集同步到slave上去，所有slave的資料全部清空，100%的資料丟失，master節點，必須要使用持久化機制。
（2）master的各種備份方案，要不要做，萬一說本地的所有檔案丟失了; 從備份中挑選一份rdb去恢復master; 這樣才能確保master啟動的時候，是有資料的，即使採用了後續講解的高可用機制，slave node可以自動接管master node，但是也可能sentinal還沒有檢測到master failure，master node就自動重啟了，還是可能導致上面的所有slave node資料清空故障
 

主從架構的核心原理

1.當啟動一個slave node的時候，它會發送一個PSYNC命令給master node（相當於去ping下master）
2.如果這是slave node重新連線master node，那麼master node僅僅會複製給slave部分缺少的資料; 否則如果是slave node第一次連線master node，那麼會觸發一次full resynchronization（全量複製）
3.開始full resynchronization的時候，master會啟動一個後臺執行緒，開始生成一份RDB快照檔案，同時還會將從客戶端收到的所有寫命令快取在記憶體中。RDB檔案生成完畢之後，master會將這個RDB傳送給slave，slave會先寫入本地磁碟，然後再從本地磁碟載入到記憶體中。然後master會將記憶體中快取的寫命令傳送給slave，slave也會同步這些資料。
4.slave node如果跟master node有網路故障，斷開了連線，會自動重連。master如果發現有多個slave node都來重新連線，僅僅會啟動一個rdb save操作，用一份資料服務所有slave node。
 

主從複製的斷點續傳

1.從redis 2.8開始，就支援主從複製的斷點續傳，如果主從複製過程中，網路連線斷掉了，那麼可以接著上次複製的地方，繼續複製下去，而不是從頭開始複製一份
2.master node會在記憶體中常見一個backlog，master和slave都會儲存一個replica offset還有一個master id，offset就是儲存在backlog中的。如果master和slave網路連線斷掉了，slave會讓master從上次的replica offset開始繼續複製，但是如果沒有找到對應的offset，那麼就會執行一次resynchronization（offset相當於一個標記）

無磁碟化複製

master在記憶體中直接建立rdb，然後傳送給slave，不會在自己本地落地磁碟了

repl-diskless-sync    	yes/no
repl-diskless-sync-delay，等待一定時長再開始複製，因為要等更多slave重新連線過來

過期key處理

slave不會過期key，只會等待master過期key。如果master過期了一個key，或者通過LRU淘汰了一個key，那麼會模擬一條del命令傳送給slave。

複製的完整流程

（1）slave node啟動，僅僅儲存master node的資訊，包括master node的host和ip，但是複製流程沒開始
master host和ip是從哪兒來的，redis.conf裡面的slaveof配置的
（2）slave node內部有個定時任務，每秒檢查是否有新的master node要連線和複製，如果發現，就跟master node建立socket網路連線
（3）slave node傳送ping命令給master node
（4）口令認證，如果master設定了requirepass，那麼salve node必須傳送masterauth的口令過去進行認證
（5）master node第一次執行全量複製，將所有資料發給slave node
（6）master node後續持續將寫命令，非同步複製給slave node

資料同步相關的核心機制

指的就是第一次slave連線msater的時候，執行的全量複製，那個過程裡面你的一些細節的機制

（1）master和slave都會維護一個offset

master會在自身不斷累加offset，slave也會在自身不斷累加offset
slave每秒都會上報自己的offset給master，同時master也會儲存每個slave的offset	
這個倒不是說特定就用在全量複製的，主要是master和slave都要知道各自的資料的offset，才能知道互相之間的資料不一致的情況

（2）backlog

master node有一個backlog，預設是1MB大小
master node給slave node複製資料時，也會將資料在backlog中同步寫一份，backlog主要是用來做全量複製中斷候的增量複製的

（3）master run id

info server，可以看到master run id
如果根據host+ip定位master node，是不靠譜的，如果master node重啟或者資料出現了變化，那麼slave node應該根據不同的run id區分，run id不同就做全量複製，如果需要不更改run id重啟redis，可以使用redis-cli debug reload命令

（4）psync

從節點使用psync從master node進行復制，psync runid offset master node會根據自身的情況返回響應資訊，可能是FULLRESYNC runid offset觸發全量複製，可能是CONTINUE觸發增量複製

全量複製

（1）master執行bgsave，在本地生成一份rdb快照檔案
（2）master node將rdb快照檔案傳送給salve node，如果rdb複製時間超過60秒（repl-timeout），那麼slave node就會認為複製失敗，可以適當調節大這個引數
（3）對於千兆網絡卡的機器，一般每秒傳輸100MB，6G檔案，很可能超過60s
（4）master node在生成rdb時，會將所有新的寫命令快取在記憶體中，在salve node儲存了rdb之後，再將新的寫命令複製給salve node
（5）client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60，如果在複製期間，記憶體緩衝區持續消耗超過64MB，或者一次性超過256MB，那麼停止複製，複製失敗
（6）slave node接收到rdb之後，清空自己的舊資料，然後重新載入rdb到自己的記憶體中，同時基於舊的資料版本對外提供服務
（7）如果slave node開啟了AOF，那麼會立即執行BGREWRITEAOF，重寫AOF

增量複製

（1）如果全量複製過程中，master-slave網路連線斷掉，那麼salve重新連線master時，會觸發增量複製
（2）master直接從自己的backlog中獲取部分丟失的資料，傳送給slave node，預設backlog就是1MB
（3）msater就是根據slave傳送的psync中的offset來從backlog中獲取資料的

heartbeat（心跳）

主從節點互相都會發送heartbeat資訊

master預設每隔10秒傳送一次heartbeat，salve node每隔1秒傳送一個heartbeat

非同步複製

master每次接收到寫命令之後，現在內部寫入資料，然後非同步傳送給slave node