此内容参考蒋德钧老师将讲义

Redis具有高可靠性，具有两层含义：一是数据尽量少丢失，二是服务尽量少中断。AOF和RDB保证了前者，而对于后者，redis的做法是增加副本冗余，将一份数据同时保存在多份实例上。即使有一个实例出现了宕机，需要一段时间才能恢复，其他实例也可以对外提供服务，不会影响业务使用。

多实例保存同一份数据，听起来好像不错，但是，必须要考虑一个问题：这么多副本，他们之间的数据一致性如何保持？数据读写操作可以发给所有实例吗？

实际上redis提供了主从库模式，以保证数据副本的一致性，主从库之间采用的是读写分离的方式。

• 读操作：主库、从库都可以接受
• 写操作：首先到主库执行，然后，主库将写操作同步给从库。

主从库如何进行第一次同步

当我们启动多个redis实例的时候，他们相互之间就可以通过slaveof 命令形成主库和从库关系，之后会按照三个阶段完成数据的第一次同步。

例如，现有实例1(ip:172.16.19.3)和实例2(ip:172.16.19.5),在实例2上执行以下命令，实例2就变成了实例1的从库，并从实例1上复制数据

slaveof 172.16.19.3 6379

接下来，就要学习主从库间数据第一次同步的三个阶段了。

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，从库和主库建立连接，并告诉主库即将建立连接，主库确认回复后，主从库间就可以开始同步了。

具体来说，从库发送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。psync命令包含了主库的runID和复制进度offset两个参数

• runID：每个redis实例启动时都会自动生成一个随机的runID，用来唯一标记这个实例。当从库和主库第一个复制时，因为不知道主库的runID，所以设置为？。
• offset，此时为-1，表示第一次复制。
  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。从库收到响应后，会记录下这两个参数。
  这里有个地方需要注意，fullresync响应表示第一次复制采用的时全量复制，也就是说，主库会把当前所有的数据都复制给从库

在第二阶段，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RDB。

具体来说，主库执行bgsave命令，生成RDB文件，接着将文件发给从库。从库接收到RDB文件后，会先情况当前数据库，然后加载RDB文件。这是因为从库在执行slaveof命令之前，可能保存了其他数据。为了避免之前数据的影响，从库需要先把当前数据库清空。

在主库将数据同步给从库的过程中，主库不会阻塞，仍然可以正常接收请求。否则，redis的服务就被中断了。但是，这些请求中的写操作并没有记录到刚刚生成的RDB文件中。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文件生成收到的所有写操作。

最后，也就是第三个阶段，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。具体的操作是，当主库完成RDB文件发送后，就会把此时replocation buffer中修改操作发送给从库，从库再执行这些操作。这样一来，主从库就实现同步了。

之后的同步不出现意外，都是采用增量复制完成

主从级联模式分担全量复制时主库压力

通过分析主从库间第一次数据同步的过程，可以看见，一次增量复制中，对于主库来说，需要完成两个耗时的操作：生成RDB文件和传输RDB文件。

如果从库数量很多，而且都要和主库进行全量复制的话，就会导致主库忙于fork子进程生成RDB文件，进行数据全量同步。fork这个操作会阻塞主线程处理正常请求，从而导致主库响应应用程序的请求速度变慢。此外，传输RDB文件也会占用主库的网络带宽，同样会给主库的资源使用带来压力。那么，有没有好的解决方案可以分担主库压力呢？

其实是有的，这就是“主-从-从”模式。

在刚才介绍的主从库模式中，所有的从库都是和主库连接，所有的全量复制也都是和主库进行的。现在，可以通过主-从-从 模式将主库生成RDB和传输RDB文件的压力，以级联的方式分散到从库上。

简单来说，就是在部署主从集群的时候，可以手动选择一个从库（比如选择内存资源配置较高的从库），用于级联其他的从库。然后，可以再选择一些从库（例如三分之一的从库），在这个从库上执行如下命令，让它们和刚才所选的从库，建立起主从关系。

slaveof 所选从库ip 6379

这样一来，这些从库就会知道，在进行同步时，不用再和主库进行交互了，只要和级联的从库进行写操作同步就行了，这样可以减轻主库的压力。如下图所示：

主从库间网络断了怎么办(增量复制)

在redis2.8之前，如果主从库在命令传播时出现了网络闪断，那么，主库就会和从库重新进行一次全量复制，开销非常大。

在redis2.8之后，网络断了之后，主从库会采用增量复制的方式继续同步。

那么，增量复制时，主从库间具体是怎么保持同步的呢？这里的奥妙就在于repl_backlog_buffer这个缓存区。我们先来看下他是如何用于增量命令的同步的。

当主从库断连后，主库会把断联期间收到的写操作命令，写入replication buffer，同时也会把这些操作写入repl_backlog_buffer 这个缓存区。

repl_backlog_buffer是一个环形缓冲区，主库会记录自己写到的位置，从库则会记录自己读到的位置

刚开始的时候，主库和从库的写读位置是在一起的，这算是他们的起始位置。随着主库不断接收新的写操作，它在缓冲区中的写位置会逐步偏离起始位置，我们通常用偏移量来衡量这个偏移距离的大小，对主库来说，对应的偏移量就是master_repl_offset。主库收到新的写操作越多，这个值就会越大。

同样，从库在复制完写操作命令后，他在缓冲区中的读位置也开始逐步便宜刚才的起始位置，此时，从库已复制的偏移量slave_repl_offset也在不断增加。正常情况下，这两个偏移量基本相等。

主从库的连接恢复后，从库首先会给主库发送psync，并把runID和自己当前的offset(slave_repl_offset)发送给主库，主库会判断自己的offset(master_repl_offset)和slave_repl_offset之间的差距。

• 注意 如果这里发送过去的runID 不是此时的主库ID，这就说明可能原来的主库下线，哨兵重新选举了主库，那么此时就需要进行全量复制
• 增量复制不止是网络断联才用，在进行完第一次全量复制之后，主从之间就是进行增量复制。当从节点发送的runID与主节点一致时，说明之前进行过同步，可以进行增量复制

在网络断联阶段，主库可能会收到新的写操作命令，所以，一般来说，master_repl_offset会大于slave_repl_offset。此时，主库只用把master_repl_offset和slave_repl_offset之间的命令操作同步给从库就行。

就像上面示意图中间部分，主库和从库之间相差了put d e 和 put d f两个操作，在增量复制时，主库只需要把他们同步给从库就行了。

不过需要注意的是repl_backlog_buffer是一个环形缓冲区，所以在缓冲区写满后，主库还会继续写入，此时，就会覆盖掉之前的写入的操作。如果从库的读取速度比较慢，就有可能导致从库还未读取的操作被主库新写的操作覆盖了，这就会导致主从数据不一致
此时可以增大缓冲区解决问题。如果还是会出现出从offset超过缓冲区大小，那么就不能进行增量复制(这样会丢失数据)，转而使用全量复制。