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前言
明天持续来看看无关 Redis 的一个问题，主从复制。通常，对于大多数的场景来说，读比写更多，于是对于缓存的程度扩大，其中的一个形式“主从复制”就是一个常见的思路。有了主从复制，那么能够扩大出很多从节点来应答大量的读申请。那么问题来了 Redis 的主从复制是如何实现的呢？
PS：本文仅关怀复制的机制，不关怀主节点下线从新选等等异常情况
前置常识
- 你须要晓得 Redis 的长久化形式，RDB 和 AOF
- Redis 执行命令的基本思路
审题
题目自身不简单，提问者问这个问题的想法可能会有上面几个方面
- 理解 Redis 的主从复制机制的话，如果在理论应用过程中呈现问题就更容易排查
- 在设计复制机制的时候须要留神和思考什么问题
- 这样的设计是否能利用在别的场景中
尝试思考
假如你齐全没有看过 Redis 源码来思考这个问题，能够从上面几个角度去尝试剖析，并猜想答案。
- 首先，想到一个关系户，也就是咱们罕用的 Mysql，它也有主从复制，如果你理解 binlog 那么能够尝试从这里着手，尽管不同，但思路应该是差不多的。
- 而后，简化问题，主从复制，无非就是将数据发送过来，对方承受保留
- 不可能每次都复制的是全量数据，那么必定须要有机制去确保如何每次复制增量的数据
-
复制的是什么？
- 复制的是数据自身？数据只有变动就将变动的 kv 间接扔给从节点？
- 复制的是执行命令？将客户端执行的命令发送给子节点执行一次？
解决
有了下面的思考，其实理论也就有思路的。首先主从复制必定有两种状况，一种就是第一次复制，也就是要执行一次全量复制，将主节点的所有数据到复制到从节点下来；另一种就是增量复制，在数据同步之后后续的增量数据放弃同步。
全量同步
长久化数据
因为须要全量同步所有数据，咱们晓得 Redis 数据在内存外面，既然要发送，那势必须要先长久化一次。也就是先 SYNC 一遍，通过办法 startBgsaveForReplication 来实现的
代码地位在：https://github.com/redis/redis/blob/14f802b360ef52141c83d477ac626cc6622e4eda/src/replication.c#L855
这个问题不大，就是保留一个 RDB 文件。
发送数据
这个也很不难，就是将数据间接扔过来就好了。
代码地位在：https://github.com/redis/redis/blob/14f802b360ef52141c83d477ac626cc6622e4eda/src/replication.c#L1402
增量同步
后续的工作就是增量同步后续产生的数据了。在猜想时咱们想到有两种复制形式，一种是间接复制数据，这种形式复制 RDB 是可行，在全量同步的时候用这个必定更好，如果同步命令那么从节点还需再执行一次过于简单和麻烦，还耗时。而对于后续的增量同步来说，必定是同步命令来的更高效（不过还是得看理论）。
上面就是流传命令的办法：
/* Propagate the specified command (in the context of the specified database id)
* to AOF and Slaves.
*
* flags are an xor between:
* + PROPAGATE_NONE (no propagation of command at all)
* + PROPAGATE_AOF (propagate into the AOF file if is enabled)
* + PROPAGATE_REPL (propagate into the replication link)
*
* This is an internal low-level function and should not be called!
*
* The API for propagating commands is alsoPropagate().
*
* dbid value of -1 is saved to indicate that the called do not want
* to replicate SELECT for this command (used for database neutral commands).
*/
static void propagateNow(int dbid, robj **argv, int argc, int target) {if (!shouldPropagate(target))
return;
/* This needs to be unreachable since the dataset should be fixed during
* replica pause (otherwise data may be lost during a failover) */
serverAssert(!(isPausedActions(PAUSE_ACTION_REPLICA) &&
(!server.client_pause_in_transaction)));
if (server.aof_state != AOF_OFF && target & PROPAGATE_AOF)
feedAppendOnlyFile(dbid,argv,argc);
if (target & PROPAGATE_REPL)
replicationFeedSlaves(server.slaves,dbid,argv,argc);
}这个办法就是将增量命令流传给 AOF 和 Slaves，AOF 就是长久化的另一种形式，而 Slaves 就是咱们须要同步的从节点了。具体 replicationFeedSlaves 办法就不具体看了。
监控状态
这个其实是咱们在猜想的时候漏掉的，想来也是，master 必定须要晓得 slave 的状态，如果连不上了，必定要解决，在 replication.c 中有这样一个办法
/* Replication cron function, called 1 time per second. */
void replicationCron(void) {看名字和正文就秒懂了，每秒执行一次的同步定时工作。
而其中调用了 replicationFeedSlaves 办法，也就是 PING 一下，看看活着没
replicationFeedSlaves(server.slaves, -1, ping_argv, 1);可能导致的问题
第一次同步 RDB 工夫太长？
如果咱们 redis 寄存的数据很多，第一次同步会有两个工夫，一个是 bgsave 的工夫，这个工夫其实还好，毕竟平时就是要执行的，而第二个工夫就是传输数据的工夫，这个工夫就取决于带宽了。
不过首先这个操作时，主节点仍旧能够被读写，只不过操作均被缓存了，所以倒是不用放心这段时间无奈被应用。难就在如果数据过多可能真的会导致一个问题就是，同步 -> 超时 -> 重试，而后一直循环，所以为了防止这样的状况呈现，倡议 Redis 返回别间接把主机全副内存吃完。通常 maxmemory 设置为 75% 就绝对不会呈现问题，也不容易 OOM。
当然，有人必定会问，能不能间接先手动拷贝 RDB 文件来缩小同步工夫，实际操作过我通知你，不要手动操作，容易呈现意想不到的问题，当呈现问题之后，数据还是会不同步，还是会执行从新同步，还不如第一次就手动让程序本人来。
优化
流传 cache
命令在流传的阶段设置了主从同步发送的缓冲区，通过保护一个缓冲区来保障当主节点无需期待，从节点本人凭实力拿就好了，即便有一段时间忽然抖动了一下，也没事，缓冲区外面还有，持续同步就行嘞。但当齐全超过缓冲区的接受范畴，那么还是须要执行一次全量同步来保证数据统一。
无盘加载
之前看代码的时候就留神到了一个参数 repl_diskless_sync 翻译过去就是无盘同步，显然这个优化是 Redis 留神到第一次同步的时候，如果马上写入 RDB 显然是有点慢了，间接 dump 内存必定会来的更快，所以这就是无盘，也就是不先落盘。
总结
最初用一张图来总结整个过程
咱们看着这个图咱们也能够想到，其实这样复制的策略在绝大多数复制的场景中都是实用的，如果理论没有命令这个说法，那就将数据拆分成小块 (chunk) 来同步。须要留神点和优化点可能 Redis 都帮你想好了，对着抄就能够了。所以，我称为一种设计为”单向同步“，那么如果什么是多向同步呢？也就是多集体同时编辑或操作数据，相互同步的策略，此时就须要一些 diff 算法和策略了，你也能够思考设计看看，看具体会遇到什么问题。
参考链接
- https://redis.io/docs/management/replication/
- https://redis-doc-test.readthedocs.io/en/latest/topics/replic…
- https://developer.baidu.com/article/detail.html?id=294748
- http://machicao2013.github.io/gitbook/redis/replication/princ…
- https://segmentfault.com/a/1190000040248346
- https://www.xiaolincoding.com/redis/cluster/master_slave_repl…
