Redis：主从同步

一. 概述

引入：
Redis主从集群采用一个Master负责写，多个Slave负责读的方式（读多写少），那么如何让读取数据时多个从节点的数据都一样？ ----将Master数据同步到每个Slave，即主从同步；

定义：
主从同步，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。
数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。
默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。（redis有主从同步，从从同步）。

二. 原理

(1) 全量同步

触发时间：①第一次建立连接 ②增量同步失败

流程：

1. 当slave和master建立连接后，slave发起psync同步请求，带上replid和offset；
   master会根据slave的replid来判断slave是不是第一次同步，ID和自己不一样则是第一次，则将master的replid发给slave，slave记录replid作为自己的id；
2. ①master执行bgsave，将内存数据写入RDB文件，并将RDB发送给slave；slave会清空本地数据，加载RDB文件到【内存】中；
   ②当master异步写RDB文件期间，会记录主进程的操作到repl_baklog缓冲区中；
   （此时RDB文件+缓冲区的命令即=master上的完整数据）
3. master将缓冲区的新命令发送给slave，slave拿到命令后会执行命令，保证slave和master的数据一致；
   后序新的命令都写到缓冲区，再发送到slave，以次实现主从同步；
   

Replication ID：
简称replid，是数据集的标记，id一致则说明是同一数据集。每个master都有唯一一个replid，slave则会继承master节点的replid；

offset偏移量：
随着master记录在【repl_baklog缓冲区】中的数据增多而逐渐增大。 slave完成同步时也会记录当前的offset；
如果slave的offset小于master的offset，说明slave落后于master，需要更新；（slave的offset<=master的offset）

所以slave做同步时，必须向master声明自己的Replication ID和offset，master就可以通过ID来判断slave是不是从当前master同步的；以及从offset判断数据同步的进度；

如何判断slave是不是第一次做数据同步？
Replication ID不一样则是slave第一次请求同步！
而后slave的Replication ID就变成了当前master的Replication ID；master根据slave的 offset ?大小来做增量同步；

(2) 增量同步

触发时间：在slave重启过程中，master会持续接收数据，则slave数据会落后，此时就是做增量同步；

流程：

1. slave重启，重启完后发送给psync请求同步并带上replid和offset，
   由于不是第一次发起请求，此时slave的replid和master一致，master不用再给slave发送id，而是回复continue；
2. master不再RDB，因为slave已经拷贝过了，slave宕机期间丢失的部分记录在repl_baklog缓冲区，而slave的offest就是之前读取到的位置，所以将缓存中slave的offset往后的命令发往slave；
3. slave执行master传过来的命令，就可以补上错过的命令，此时数据保持了一致；
   

repl_baklog缓冲区：
本质是一个成环的数组，当数组满了（slave落后master的数据超过了缓冲区容量），则会用master新命令覆盖旧的命令；
只要slave和master的数据差距在一个环内，就可以将slave落后于master的部分找到并发给slave；
当slave和master差距超过了一个环，则无法做增量同步了；

什么时候增量同步失败？
缓冲区是一个数组，大小有限，当slave断开时间太长，和master的差距超过了缓冲区，导致尚未备份的数据被新命令覆盖，则此时无法基于缓冲区做增量同步，只能做全量同步了；

(3) 优化Redis主从集群

提高全量同步的性能：

1. 在master中配置无磁盘复制，避免全量同步时的磁盘IO；不使用RDB文件，即内存数据的IO流直接写到网络中，而不是先写到RDB磁盘文件，减少了一次拷贝到磁盘的过程，提高性能；（网络比较快时）
2. 控制Redis单节点内存上限，这样就能控制RDB文件的大小，从而减少磁盘IO；

减少全量同步：

3. 提高repl_baklog缓冲区的大小，这样slave落后于master的数据就多一点，一定程度避免由于由于增量同步失效导致的全量同步；

其他：

4. 主从链式结构，限制一个master上的slave节点数量，减轻master的压力；
   

三. 总结

1.全量同步与增量同步的区别？
全量同步master需要将内存数据写入 RDB 文件，再将RDB文件传给slave，后序命令记录在缓冲区；
增量同步时master不需要写RDB文件，只需要将缓冲区中slave的offset之后的命令传给slave；

2.什么时候执行全量同步？
①slave第一次连接master时；
②slave宕机时间太长，导致salve的offset在缓冲区被新的命令覆盖；

3.什么时候执行增量同步？
slave重启时；