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Redis 的主从同步(复制)

[日期:2019-12-30] 来源:cnblogs.com/wudanyang  作者:吴丹阳 [字体: ]

Redis 的主从同步(复制)

什么是主从同步(复制)

假设有两个 redis 实例 ⇒ A 和 B

B 实例的内容与 A 实例的内容保持同步

那么称 A 实例是主数据库,B 实例是从数据库

这个过程称为主从同步

为什么要使用主从同步(复制)

  1. 防止发生单点故障
  1. 扩展内存

如何开启/关闭主从同步

开启同步

  • 配置文件中加入
slaveof 主数据库地址 主数据库端口
  • 在命令行中执行上述命令
redis> slaveof 主数据库地址 主数据库端口
  • 在开启从服务器时执行命令
$ reids-server --port 6380 --slaveof 主数据库地址 主数据库端口

关闭同步,并成为主数据库

redis> slaveof no one

原理(实现)

复制分为连接建立,数据同步(sync)和命令传播(command propagate)三个阶段

连接建立这里不说,与复制原理无关

下面主要讲数据同步与命令传播两个阶段

redis 从 2.8 版本之后优化了复制功能,咱们先从旧版本的复制说起:

旧版复制过程

步骤主服务器从服务器
同步流程    
1   向主服务器发送 SYNC 命令
2 收到 SYNC 命令,执行 BGSAVE 生成 RDB 文件  
3 使用缓冲区记录从现在的写命令  
4 将生成的 RDB 文件发送给从服务器  
5 将缓冲区内的写命令发给从服务器 接收并载入 RDB 文件
6   接收并执行主服务器发送来的写命令
命令传播流程    
1 发送客户端发过来的写命令  
2   执行主服务器发送过来的写命令
断线重连 与同步流程一致 与同步流程一致

经过上述步骤之后主从服务器的状态可以始终保持一致。

细心的读者已经发现了旧版复制的一些问题:

断线重连需要重新走一次同步的流程,而同步流程中的主服务器生成 RDB 文件和从服务器执行 RDB 文件都是特别密集的 IO 操作,这会让断线重连的成本很高

于是从 2.8 版本之后,redis 使用了新的技术来防止重新执行同步流程

新版复制过程

步骤主服务器从服务器
完整同步流程    
1   向主服务器发送 PSYNC 命令
2 收到 PSYNC 命令,执行 BGSAVE 生成 RDB 文件  
3 使用缓冲区记录从现在的写命令  
4   接收并执行主服务器发送来的写命令
5 将缓冲区内的写命令发给从服务器 接收并载入 RDB 文件
6 将生成的 RDB 文件发送给从服务器  
命令传播流程    
1 发送客户端发过来的写命令  
2   执行主服务器发送过来的写命令
断线重连过程    
1   发送 PSYNC 命令
2 向从服务器发送断线过程中的写命令  
3   执行写命令

新版复制经过上述步骤,也可以实现主从数据库状态的一致。

在断线重连过程中,只需要重新执行断线过程中未同步的命令即可,这样就比旧版的复制节省了很多 IO 操作

那么这个断线重连的是怎么实现的呢?

部分重同步(断线重连)的实现

redis 的部分重同步借助了4个变量:

  1. 服务器的运行 ID (run ID)
    • 当实例重启时,会生成40个随机的十六进制字符
  1. 主服务器的复制积压缓冲区(replication backlog)
    • 主服务器每将一个命令传送给从数据库,都会将命令放到一个积压队列(固定长度的循环队列)中
  1. 主服务器的复制偏移量(replication offset)
    • 主服务器将命令放到积压队列中时,会记录下当前命令的偏移量,并发送给从服务器
  1. 从服务器的复制偏移量
    • 从服务器接收到主服务器发送过来的命令与偏移量

也许将这4个变量列出来之后,有读者就可以直接想象出来是怎么实现的了,对,没错,就是这么实现的

过程:

部分重同步流程

步骤主服务器从服务器
1   发送命令 PSYNC 主数据库的运行ID 断开前最新的命令偏移量
  判断 1. 运行ID是否能够对应 2. 断开前最新的命令偏移量是否在队列中 满足上述条件可以执行部分重同步,否则执行完全同步  
2 发送给从数据库偏移量之后的命令  
3   执行命令

总结

redis 在很多细节上优化了性能,主从同步(复制)的优化只是其中的一方面。

Linux下Redis的持久化,主从同步及哨兵  https://www.linuxidc.com/Linux/2019-01/156437.htm

Linux公社的RSS地址https://www.linuxidc.com/rssFeed.aspx

本文永久更新链接地址https://www.linuxidc.com/Linux/2019-12/161878.htm

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