主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master),后者称为从节点(slave);数据的复制是单向的,只能由主节点到从节点。
主从复制的作用主要包括:
- 数据冗余:主从复制实现了数据的热备份,是持久化之外的一种数据冗余方式。
- 故障恢复:当主节点出现问题时,可以由从节点提供服务,实现快速的故障恢复;实际上是一种服务的冗余。
- 负载均衡:在主从复制的基础上,配合读写分离,可以由主节点提供写服务,由从节点提供读服务(即写Redis数据时应用连接主节点,读Redis数据时应用连接从节点),分担服务器负载;尤其是在写少读多的场景下,通过多个从节点分担读负载,可以大大提高Redis服务器的并发量。
- 高可用基石:除了上述作用以外,主从复制还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。
主从库之间采用的是读写分离的方式。
- 读操作:主库、从库都可以接收;
- 写操作:首先到主库执行,然后,主库将写操作同步给从库。
注意:在2.8版本之前只有全量复制,而2.8版本后有全量和增量复制:
全量复制
当我们启动多个 Redis 实例的时候,它们相互之间就可以通过 replicaof(Redis 5.0 之前使用 slaveof)命令形成主库和从库的关系,之后会按照三个阶段完成数据的第一次同步。
第一阶段是主从库间建立连接、协商同步的过程。
主要是为全量复制做准备。在这一步,从库和主库建立起连接,并告诉主库即将进行同步,主库确认回复后,主从库间就可以开始同步了。
从库给主库发送 psync 命令,表示要进行数据同步,主库根据这个命令的参数来启动复制
主库收到 psync 命令后,会用 FULLRESYNC 响应命令带上两个参数:主库 runID 和主库目前的复制进度 offset,返回给从库。
FULLRESYNC 响应表示第一次复制采用的全量复制。
第二阶段,主库将所有数据同步给从库。
从库收到数据后,在本地完成数据加载。这个过程依赖于内存快照生成的 RDB 文件。
第三个阶段,主库会把第二阶段执行过程中新收到的写命令,再发送给从库。
为了保证主从库的数据一致性,主库会在内存中用专门的 replication buffer,记录 RDB 文件生成后收到的所有写操作。
主库在从库复制的同时不会停止服务,这个时候产生的新的数据,导致主从数据不一致,主库会维护repliaction------buff缓冲区,把这段时间产生的新数据,再次发给从库,完成数据的一致性。
增量复制
在 Redis 2.8 版本引入了增量复制。
如果主从库在命令传播时出现了网络闪断,那么从库就会和主库重新进行一次全量复制,开销非常大。从 Redis 2.8 开始,网络断了之后,主从库会采用增量复制的方式继续同步。
replication buffer:为每个从节点分配独立缓冲区,存储全量同步期间的增量写命令。
repl_backlog_buffer:全局共享的环形缓冲区,存储所有从节点共用的增量命令,用于断网恢复后的增量同步。