Redis 主从复制 | Gin 琴酒

主从模式

Redis 单机部署一般存在如下几个问题：

机器故障，导致 Redis 不可用，数据丢失
容量瓶颈：容量不能水平扩展
QPS 瓶颈：一台机器的处理能力、网络宽带总是有限的，如果能够划分一些流量到其他机器，可以有效解决 QPS 问题

Redis 提供的主从复制功能，实现了一份数据存在多个相同的副本，它是实现 Redis 高可用的基础，作用有如下几个：

数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是 Redis 持久化之外的一种数据冗余方式
故障恢复：当主节点出现故障时，可以将从节点晋升为主节点继续提供服务，实现快速的故障恢复
读写分离：主从复制可以实现读写分离，主节点写，从节点读，读写分离提高了服务器的负载能力
高可用的基石：主从复制是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是 Redis 高可用的基础

配置主从复制

默认情况下，Redis 所有节点都是主节点，节点与节点之间互不干涉，而参与主从复制的节点则是划分了主节点（master）和从节点（slave），它具有如下几个特点：

主节点下有一个或者多个从节点
每一个从节点只能有一个主节点
数据的复制是单向的，只能由主节点复制到从节点，所以我们不能在从节点上面执行写的操作

配置主从复制，只需要一个命令 slaveof ip port 即可，可以有三种方式

配置在配置文件中添加 slaveof ip port
在 redis-server 启动命令后增加 —slaveof ip port
直接使用命令 slaveof ip port

注意使用在从节点上面执行，ip 对应的是 masterIP，port 对应的也是 masterPort。下面来分析下主从复制的过程。
准备环境如下：

角色	IP	port
master	127.0.0.1	6379
slave	127.0.0.1	6380

注：在生产环境中不推荐将主从服务器搭建在同一台服务器上面，这里是为了演示方便。

windows 启动redis-server不会选择当前文件夹配置的配置文件，可以

1 2	SH redis-server.exe redis.windows.conf

启动 6379 、 6380 两台服务器，在 6380 上面执行 slaveof 127.0.0.1 6379
在 master 节点，执行命令 set test panther
在 slave 节点，执行命令 get test，得到的结果 panther，表名 master 数据已经同步到 slave 节点，主从部署完成。如下图

主节点和从节点INFO信息

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主节点

connected_slaves:1 # 当前节点下存在一个从节定
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=410,lag=1 # offset偏移量
master_repl_offset:410 # 主机点偏移量
repl_backlog_active:1 #是否开启复制缓冲区，1 表示已开启
repl_backlog_size:1048576 # 复制缓冲区的最大长度
repl_backlog_first_byte_offset:2 #起始偏移量，用于计算当前缓冲区可用范围
repl_backlog_histlen:409 # 已保存数据的有效长度

从节点

role:slave # 角色为 slave 节点
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:4 # 从节点超时时间从网络断开到恢复后
master_sync_in_progress:0 # 数据同步状态，0 表示没有在进行数据同步
slave_repl_offset:522 # 偏移量
slave_priority:100 # 优先级
slave_read_only:1 # 从节点只读
connected_slaves:0
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

原理

Redis 主从复制大体可以分为三个阶段：

建立连接阶段
数据同步阶段
命令传播阶段

建立连接阶段

该阶段的主要作用就是主从节点建立连接，为数据同步做准备。

1. 保存主节点信息

当从节点执行 slaveof masterIp masterPort 命令后，就会将主节点的IP、port 信息保存下来，这里需要注意的是 slaveof 是异步命令，它在保存主节点信息后立刻返回，实际的建立连接阶段是之后进行的。

2. 建立 socket 连接

从节点内部通过定时任务（每秒执行一次）维护着复制相关的逻辑，如果发现有了新的主节点，便会根据主节点的 IP 和 PORT ，创建 socket 连接，如果连接成功

3、发送 ping 命令

当主从节点建立连接后，从节点则就变成了主节点的一个客户端，这时从节点就会向主节点发送 PING 命令，发送该命令的目的有两个：

验证 socket 连接是否可用
判断主节点是否可以处理请求

从节点发送 ping 命令后，它可能会收到三个类型的回复：

PONG：说明当前 socket 连接可用，且主节点可以处理请求，复制进程继续
超时：说明当前 socket 不可用，从节点则断开连接，重连
其他命令：如果主节点返回其他结果，说明主节点无法处理命令，当前可能正在处理其他超时运行的脚本，则从节点断开连接，重连

命令传播阶段

当主节点完成数据同步节点后，主节点已经将当前数据同步给从节点了，但是主节点还是在不断地接受命令，为了保证主从数据一致性，主节点需要持续不断地将写命令发送给从节点，需要注意的是，这个过程异步过程，即主节点发送写命令后并不会等待从节点的回复，因此主从节点之间的数据延迟是难免的，所以主从节点保证的是最终一致性。同时，主从之间的延迟与他们两者之间的网络状况、主节点写命令的执行频率、以及主节点中的 repl-disable-tcp-nodelay 配置等有关。