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[阶段 1：连接建立与配置](#阶段 1：连接建立与配置)
[阶段 2：数据同步（全量/部分同步）](#阶段 2：数据同步（全量/部分同步）)
[阶段 3：命令传播（增量同步）](#阶段 3：命令传播（增量同步）)
概述
Redis 主从复制是一种数据同步机制，它允许一个 Redis 服务器（称为 主服务器/Master ）将其数据复制到一个或多个 Redis 服务器（称为 从服务器/Slave/Replica）。这是 Redis 实现高可用性、可扩展性和数据冗余的核心技术之一。
一、核心作用
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数据冗余与备份：
- 核心作用：从服务器是主服务器数据的实时热备份。当主服务器数据丢失或损坏时，可以从从服务器恢复，是实现数据持久化的另一种有效方式。
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读写分离与负载均衡：
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核心作用 ：主服务器通常处理写操作 和强一致性读操作 ，而从服务器可以处理大量的读操作。通过将读请求分流到多个从服务器上，可以显著提升系统的整体读吞吐量和并发能力。
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注意：由于复制是异步的，从服务器上的数据可能存在毫秒级的延迟，适用于对数据一致性要求不非常严格的读场景（如缓存、报表查询）。
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高可用和故障恢复的基石：
- 核心作用 ：主从复制是构建 Redis Sentinel（哨兵） 和 Redis Cluster（集群） 等高可用架构的基础。当主服务器发生故障时，可以通过哨兵自动将一个从服务器提升为新的主服务器，实现服务快速切换，保证业务的连续性。
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横向扩展读能力：
- 核心作用：当读请求成为瓶颈时，可以简单地通过添加更多从服务器来线性扩展读性能，而无需升级主服务器硬件。
二、详细工作原理
整个复制过程可以分为三个阶段：连接建立阶段 、数据同步阶段 、命令传播阶段。
阶段 1：连接建立与配置
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配置从节点 ：在从服务器配置文件 (
redis.conf) 中设置replicaof <master-ip> <master-port>或在运行时使用REPLICAOF命令。 -
建立连接 ：从服务器根据配置，向主服务器发起一个 Socket 连接 ，并发送
PING命令检查通信是否正常。 -
身份验证 ：如果主服务器设置了
requirepass，从服务器需要发送AUTH命令进行密码验证。 -
端口监听 ：从服务器还会建立一个 复制积压缓冲区监听端口，等待主服务器后续发送数据。
阶段 2：数据同步（全量/部分同步）
这是复制过程中最核心、最复杂的部分。Redis 2.8 之后，使用 PSYNC 命令取代了旧的 SYNC 命令，支持部分重同步，极大地优化了断线重连后的效率。
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全量同步：
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触发条件 ：从服务器是第一次连接主服务器，或者从服务器记录的复制偏移量 已经不在主服务器的复制积压缓冲区中。
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过程：
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从服务器发送
PSYNC ? -1命令请求全量同步。 -
主服务器执行
BGSAVE命令，在后台生成当前数据的 RDB 快照文件。 -
主服务器将 RDB 文件通过网络发送给从服务器。在生成和传输RDB期间，新的写命令会被缓存在内存的复制客户端缓冲区中。
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从服务器清空自身旧数据，然后加载接收到的 RDB 文件，将自身数据状态更新到与主服务器执行
BGSAVE时一致。 -
主服务器将复制客户端缓冲区中积累的写命令发送给从服务器，从服务器执行这些命令，最终达到与主服务器完全一致的状态。
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缺点：非常消耗主服务器的 CPU、内存、磁盘 I/O 和网络带宽，尤其是数据量大时。
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部分同步：
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触发条件 ：从服务器短时间断开后重连，并且它之前同步的偏移量仍然存在于主服务器的复制积压缓冲区中。
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过程：
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从服务器发送
PSYNC <runid> <offset>命令，其中runid是主服务器的唯一ID，offset是从服务器当前的复制偏移量。 -
主服务器判断
runid是否与自己一致，且offset之后的数据是否还在复制积压缓冲区内。 -
如果条件满足，主服务器回复
+CONTINUE，然后仅将从offset到缓冲区末尾的写命令发送给从服务器。
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优点：效率极高，只传输少量缺失的数据，对资源影响小。
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关键概念解释：
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复制偏移量：主从服务器各自维护一个偏移量计数器。主服务器每次传播N个字节的命令，其偏移量就增加N。从服务器每次接收到N个字节，其偏移量也增加N。通过对比偏移量可以判断数据是否一致。
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复制积压缓冲区 ：主服务器维护的一个固定长度的先进先出队列 。它持续记录最近传播的写命令。其大小通过
repl-backlog-size配置，是决定能否进行部分同步的关键。 -
服务器运行ID：每个Redis实例启动时都会生成一个唯一的运行ID。从服务器会记录主服务器的ID。当主服务器重启变更后，运行ID改变，从服务器会触发全量同步。
阶段 3：命令传播（增量同步）
数据同步完成后，复制进入稳定阶段。
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持续同步 ：主服务器每执行一个会修改数据集的写命令（如
SET、LPUSH等），都会异步地将这个命令发送给所有连接的从服务器。 -
从服务器执行：从服务器接收到命令后，会在自身的数据集上执行相同的命令，从而保持与主服务器的最终一致性。
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异步特性 ：整个命令传播过程是异步 的。主服务器发送命令后不会等待从服务器的回复。这意味着在极端情况下，如果主服务器在命令发送后立即宕机，该命令可能丢失，导致从服务器数据稍旧。这是Redis复制在性能 和强一致性之间做的权衡。
三、重要特性与配置
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异步复制：默认且最常用的模式，性能好，但存在数据丢失的极小窗口期。
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可配置的"最小副本数" ：通过
min-replicas-to-write和min-replicas-max-lag配置，可以让主服务器在连接的从服务器数量不足或延迟过高时，拒绝执行写命令。这在一定程度上提高了数据的安全性，牺牲了部分可用性。 -
无磁盘复制 ：通过
repl-diskless-sync配置，主服务器可以直接将 RDB 内容通过网络发送给从服务器，而不需要先落盘。适用于磁盘IO慢的网络环境。 -
级联复制：从服务器也可以有自己的从服务器，形成树状复制结构，可以减轻主服务器在传播命令时的网络压力。
四、总结与形象比喻
你可以将 Redis 主从复制理解为一个 "出版-订阅"模型 或 "领导-跟随"模型：
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主服务器 就像出版社，负责撰写和出版新书（写命令）。
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复制积压缓冲区 就像是出版社的近期稿件仓库。
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从服务器 就像各地的书店。
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全量同步 就像书店第一次进货，需要把出版社的所有库存书籍（RDB）全部运过来。
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部分同步 就像书店临时补货，只从出版社的近期稿件仓库里拿最新出版的那几本书。
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命令传播 就像出版社每出版一本新书，就立即寄送给所有订阅的书店。
作用：这个系统让书店（从服务器）始终有书可卖（数据可读），即使总社（主服务器）暂时关闭，也能从其他大型书店（另一个从服务器）调货，保证了图书销售系统（Redis服务）的稳定和高效。
面试回答
Redis 主从复制主要用来实现数据的冗余备份、读写分离和高可用。它的核心就是让一个主节点的数据自动同步到一个或多个从节点上。
原理上，我把它分为三个阶段：
- 建立连接阶段
从节点启动后，会通过slaveof命令或者配置指向主节点，然后向主节点发送PSYNC命令请求同步。主节点收到请求后，会生成一个 RDB 快照文件（bgsave 方式），同时用缓冲区记录这期间的新写命令。 - 数据同步阶段
主节点把生成的 RDB 文件发送给从节点，从节点清空自己的旧数据，然后加载这个 RDB 来恢复数据。如果在生成 RDB 期间主节点有新的写操作，这些命令会先保存在一个叫"复制缓冲区"的地方。 - 命令传播阶段
RDB 同步完成之后，主节点会把复制缓冲区里的写命令以及后续的所有写命令，以 AOF 重放的方式发送给从节点，从节点执行这些命令，从而和主节点保持实时一致。之后主节点每执行一个写命令，都会异步发送给从节点。
另外，Redis 2.8 之后支持了部分重同步：如果从节点短暂断连后又恢复，主节点可以根据复制偏移量和复制缓冲区，只发送断开期间缺失的那部分命令，而不需要全量同步，这大大提升了复制的效率。
主从复制的作用主要有三点：
- 数据备份
从节点相当于主节点的一个实时备份，一旦主节点数据丢失，可以从从节点恢复。 - 读写分离
主节点负责写，从节点可以分担读请求，这样提升整体读的吞吐量，适合读多写少的场景。 - 高可用基础
主从复制是 Redis Sentinel 和 Redis Cluster 实现高可用的基础，主节点挂了之后，可以手动或自动将一个从节点提升为主节点，继续提供服务。
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