00 前言

我负责我司的报表零碎，小胖是我小弟。随着业务量的减少，单实例顶不住，我就搭建了多个 Redis 实例，实现主从模式。

好学的小胖就问我啊，远哥，多实例之间的数据是怎么放弃同步的呀？你教教我好不好嘛~

我拿起手中 82 年的开水抿了一口，跟小胖说：你先看这篇文章，学会了操作，我再给你讲讲原理吧。

https://juejin.cn/post/684490…

老规矩，还是先上脑图：（PS：文末有我筹备的 大厂面试题）

0.1 往期精彩

MySQL 查问语句是怎么执行的？

MySQL 索引

MySQL 日志

MySQL 事务与 MVCC

MySQL 的锁机制

Redis 根底

Redis 长久化

01 主从复制

Redis 的高牢靠次要由两点保障，一是 数据尽量少失落 ，二是 服务尽量少中断。长久化保障了第一点；而第二点则由 Redis 集群保障，Redis 的做法就是多实例保持数据同步。

1.1 读写拆散

Redis 提供了主从库模式，以保证数据正本的统一，主从库之间采纳的是读写拆散的形式。

1. 读操作：主库、从库都能够接管；
2. 写操作：首先到主库执行，而后，主库将写操作同步给从库。

为什么要读写拆散呢？

看看上图，如果所有库都能够写，那将会产生一个 key 在不同实例就有不同的值。比方上图对应的键 k1 在不同实例就有不同的 v1、v2、v3 值，这是相对不能承受的。

有人说,，能够加锁呀

然而这会波及到加锁、实例间协商是否实现批改等一堆操作，带来巨额的开销，Redis 以快著称，这也是不能承受的。

那咋办呀？读写拆散咯

主从库模式采纳读写拆散，所有数据批改只会在主库进行。主库有最新数据，会同步给从库，这样，主从库的数据就是统一的。

问题就在同步了，主从库之间是怎么同步的呢？一起来探讨下

1.2 全量复制

当咱们启动多个 Redis 实例的时候，它们相互之间就通过 replicaof（Redis 5.0 之前应用 slaveof）命令造成主库和从库的关系，之后会依照三个阶段实现数据的第一次同步。

比方当初有实例 1（127.0.0.1）和实例 2（127.0.0.2），在实例 2 执行 replicaof 后，实例 2 就变成实例 1 的从库啦。

replicaof  127.0.0.2  6379

建设关系之后，Redis 会进行第一次全量复制。过程如下：

第一步，主从库建设连贯、协商同步的过程，次要是为全量复制做筹备。

从库给主库发送 psync 命令，示意要进行数据同步，主库依据这个命令的参数来启动复制。psync 命令蕴含了 主库的 runID 和复制进度 offset 两个参数。

• runID，是每个 Redis 实例启动时都会主动生成的一个随机 ID，用来惟一标记这个实例。当从库和主库第一次复制时，因为不晓得主库的 runID，所以将 runID 设为“？”。
• offset，此时设为 -1，示意第一次复制。主库收到 psync 命令后，会用 FULLRESYNC 响应命令带上两个参数：主库 runID 和主库目前的复制进度 offset，返回给从库。

FULLRESYNC 响应示意第一次复制采纳的全量复制，也就是说，主库会把以后所有的数据都复制给从库。

第二步，主库执行 bgsave 命令，生成 RDB 文件，发送给从库。从库收到后，先清空本人的数据（防止主从不统一），在本地实现数据加载。

主库在将数据同步给从库的过程中，依然能够失常接管申请。然而，这些申请中的写操作并没有记录到刚刚生成的 RDB 文件中。

为了保障主从一致性，主库会在内存中用 replication buffer 记录 RDB 文件生成后收到的所有写操作。

第三步，主库会把 replication buffer 中的批改操作发给从库，从库再从新执行这些操作。如此，主从就实现了同步。

1.3 主从级联扩散压力

以上还有个问题：如果间接跟主库建设关系的从库十分多，那么 主库会 fork 很多线程去生成 RDB 和 发送 RDB 文件，这将会造成主库阻塞。那咋办？

主从级联的模式就来了：选一个资源较多的实例作为级联的从库，作为叶子节点的从库执行以下命令将所选从库作为主库，这样就造成了级联关系。

replicaof  所选从库的 IP 6379

如上图，主库就跟两个实例做主从关系，从库又跟另外的从库建设主从关系，相似于树结构。如此，主库便可缩小压力。

就上图来说，主库原来要跟 4 个从库建设主从关系；加了级联之后，只须要建设两个主从关系，剩下的由某一个从库去承当。这颇有点 父养子，子又养子 的意思。

这个过程也称为 基于长连贯的命令流传，能够防止频繁建设连贯的开销。

1.4 增量复制

细想一下，下面的主从复制还有问题：如果主从之间的网络断开了咋办？

其实 Redis 2.8 之前，主从断开了，做的是全量复制。但这种形式开销太大，已被淘汰。2.8 之后的 Redis 采纳的是 增量复制。

增量复制依赖一个环形缓冲区 repl_backlog_buffer（只有有从库存在，就会有这个缓存区），主从断连后，主库会把断连期间的写操作命令，写入 repl_backlog_buffer 缓冲区。repl_backlog_buffer 是一个环形缓冲区，主库会记录本人写到的地位，从库则会记录本人曾经读到的地位。

如上图所示，还没断连时，主从指向同一个地位；主库写，从库读 ，始终往前走。忽然，断连了， 从库没法写、主库持续读。

复原连贯后，从库发送 psync {runID}{offset} 通知主库，本人上次读到哪。主库通过 offset 在 repl_backlog_buffer 中找到从库断开的地位，主从之间的偏移量就是增量复制须要同步的内容。比方上图的 put d e 和 put d f 两个操作。

把这部分增量数据复制到 repl_buffer 中，主库再发送给从库读入。

基于此 增量复制 的整个流程是这样的：

你可能也发现了？repl_backlog_buffer 是环形缓存区，如果从库断开工夫太久，就有可能导致从库还未读取的操作被主库新写的操作笼罩了，这会导致主从库间的数据不统一。这该咋办呀？

连贯复原后，主库依据从库上次读到的 offset 地位判断是否被笼罩？如果是，从库连上主库后也只能乖乖地进行一次全量同步。

为了防止全量同步，能够通过参数 repl_backlog_size 设置 repl_backlog_buffer 的大小，把它弄大点。

计算公式是：缓冲空间大小 = 主库写入命令速度 操作大小 – 主从库间网络传输命令速度 操作大小

repl_backlog_size = 缓冲空间大小 * 2

这样一来，产生全量同步的概率就小了很多了。

02 总结

本文次要讲了 Redis 的主从模式为什么要读写拆散？Redis 全量复制的流程以及原理；从库很多时，如何升高主库复制的压力？如果主从断开了，Redis 是怎么进行数据同步的？心愿你看完能有所播种。

好啦，以上就是狗哥对于 Redis 主从复制的总结。感激各技术社区大佬们的付出，尤其是极客工夫，真的牛逼。如果说我看得更远，那是因为我站在你们的肩膀上。心愿这篇文章对你有帮忙，咱们下篇文章见~

2.1 伟人的肩膀

• 《Redis 设计与实现》
• time.geekbang.org/column/article/272852

03 大厂面试题 & 电子书

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