1.主从复制的作用

  • 数据冗余：解决了持久化的单点故障问题，将数据备份到了其他机器。
  • 故障恢复： 当主节点出问题时，从节点能及时提供服务。
  • 负载均衡： 主节点复制写，从节点负责读。

2.主从复制的开启

主从复制的开启都是从从节点开始的，主节点无需修改。有下面三种方式来开启从节点的主从复制：

  • 在从节点配置文件中加入：
    slaveof [masterip] [masterport]
  • redis-server 启动命令后面加入：
    slaveof [masterip] [masterport]
  • redis客户端手动执行：
    slaveof [masterip] [masterport]

3.主从复制的过程

  • 从节点执行 slaveof 命令，从节点只是保存了 slaveof 命令中主节点的信息，并没有立即发起复制。
  • 从节点内部的定时任务发现有主节点的信息，开始使用 socket 连接主节点。
  • 连接建立成功后，发送 ping 命令，希望得到 pong 命令响应，否则会进行重连。
  • 如果主节点设置了权限，那么就需要进行权限验证；如果验证失败，复制终止。
  • 权限验证通过后，进行数据同步，这是耗时最长的操作，主节点将把所有的数据全部发送给从节点。
  • 当主节点把当前的数据同步给从节点后，便完成了复制的建立流程。接下来，主节点就会持续的把写命令发送给从节点，保证主从数据一致性。

4.主节点怎么同步数据到从节点的

Redis2.8以前都是全量复制，但是Redis2.8以后是根据主节点的状态来判断是全量复制还是部分复制。

(1) 全量复制
  • 主节点接受到从节点发来的全量复制命令后，执行bgsave，在后台生成RDB文件，并用一个复制缓存区记录从现在开始起执行的所有命令(一面RDB过程中又有新的redis命令导致丢失)。
  • 主节点bgsave完成后，将RDB文件发送给从节点，从节点首先清除自己的旧数据，然后载入接收的RDB文件。
  • 主节点将前述复制缓冲区中的所有写命令发送给从节点，从节点执行这些写命令，将数据库状态更新至主节点的最新状态。
  • 如果从节点开启了AOF，则会触发bgrewriteaof的执行，从而保证AOF文件更新至主节点的最新状态。

全量复制的缺点：

  • 主节点要执行bgsave，在fork时会阻塞主进程。
  • 主节点通过网络将RDB文件发送给从节点，带宽消耗很大。
  • 从节点清空老数据，重新载入过程是阻塞的，无法响应客户端命令。
(2) 部分复制

复制偏移量
主节点和从节点都维护了一个偏移量（offset），主节点向从节点传播N个字节数时，主节点的offset增加N，从节点也增加N。
偏移量在 info replication 中的 master_repl_offset 指标中。可以用来判断主从延迟多少个字节。

复制积压缓冲区
主节点里的缓冲区，这个队列在 slave 连接时创建。这时主节点响应写命令时，不但会把命令发送给从节点，也会写入复制缓冲区。他的作用就是用于部分复制和复制命令丢失的数据补救。

服务器运行ID(runid)
每个Redis节点(无论主从)，在启动时都会自动生成一个随机ID(每次启动都不一样)。
主从节点初次复制时，主节点将自己的runid发送给从节点，从节点将这个runid保存起来；当断线重连时，从节点会将这个runid发送给主节点；主节点根据runid判断能否进行部分复制：

  • 如果从节点保存的runid与主节点现在的runid相同，说明主从节点之前同步过，主节点会继续尝试使用部分复制。
  • 如果从节点保存的runid与主节点现在的runid不同，说明从节点在断线前同步的Redis节点并不是当前的主节点，只能进行全量复制。

部分复制过程
也就是从节点执行psync命令过程。
psync命令的格式:

命令格式为 `psync {runId} {offset}`

runId : 从节点所复制主节点的运行 id
offset：当前从节点已复制的数据偏移量

如果从节点没有主节点的runid，则代表是第一次同步，则从节点会发送 psync ? -1 进行全量复制。
如果从节点有runid，则代表已经同步过，发送 psync runid offset 进行部分复制。

5.数据同步后，主节点的心跳机制

主节点同步数据给从节点，以后都是直接发送写命令给从节点，并且还维持和从节点的心跳，用来判断主从连接是否正常。

  • 主节点默认每隔 10 秒对从节点发送 ping 命令，可修改配置 repl-ping-slave-period 控制发送频率。
  • 从节点在主线程每隔一秒发送 replconf ack{offset} 命令，给主节点上报自身当前的复制偏移量。
  • 主节点收到 replconf 信息后，判断从节点超时时间，如果超过 repl-timeout 60 秒，则判断节点下线。

    • redis主从负载均衡 redis负载均衡原理_数据

  • 上面可以看到主从是否正常，lag:代表的是主节点上次收到该replconf ack命令的时间间隔，在正常情况下，该值应该是0或1。
  • 主节点收到 replconf 信息后，由于从节点发送了自身的offset，主节点会与自己的offset对比，如果从节点数据缺失（如网络丢包），主节点会推送缺失的数据（这里会利用复制积压缓冲区）

6.主从复制带来的延迟

数据复制的延迟
读写分离时，master会异步的将数据复制到slave，如果这是slave发生阻塞，则会延迟master数据的写命令，造成数据不一致的情况。

最后引用大佬的话

redis主从负载均衡 redis负载均衡原理_redis_02


读写都应该在master节点上，slave只做故障恢复。