主從複製

這是《Redis設計與實現》系列的文章，系列導航：Redis設計與實現筆記

SLAVEOF

新舊複製功能

舊版複製功能

舊版複製功能的實現為 同步 和 命令傳播：

當剛連上Master時，要做一次全同步：

之所以要用到緩衝區是因為，在主節點進行 BGSAVE 的過程中如果有命令執行，那麼我們要把這些命令也記錄下來。

之後，主從節點之間只用 命令傳播 就可以做到同步了，也就是說主節點執行什麼命令，從節點跟著執行。（當然，一些隨機、時間類的函數會直接轉換成定值）

舊版複製的缺陷

如果從節點斷線後重新連接，舊版複製功能的效率很低，因為為了讓從伺服器補足一小部分的確實卻要進行一次 SYNC 命令。

為什麼低效：

1. 主節點 BGSAVE 要消耗大量的CPU、記憶體、IO資源
2. 主節點發送需要消耗網路資源
3. 從節點需要載入，且載入期間處於阻塞狀態

新版複製功能

用 PSYNC 命令代替 SYNC。

PSYNC 具有 完整重同步 和 部分重同步 兩種模式，分別針對初次同步和重新同步兩種場景。

複製功能的實現

複製的實現

複製的一些具體的細節，當進行複製時：

1. 從伺服器設置主伺服器的地址和埠

   struct redisServer{
   //...
   char *masterhost;
   int masterport;
   //...
   }
   

2. 建立套接字連接，並關聯一個專門處理複製工作的文件事件處理器

3. 發送 PING 命令，檢查套接字和主伺服器的狀態是否正常
   

4. 身份驗證，主從必須配置一致且密碼正確（如果有）才能通過驗證

5. 發送埠信息：主節點也得知道給從節點的哪個埠發消息，不是麽

6. 同步：乾正事兒嘍

   這裡書上說：

   • 在同步操作執行之前，只有從伺服器是主伺服器的客戶端，但是在執行同步操作之後，主伺服器也會成為從伺服器的客戶端。
   • 正是因為主服務成為了從伺服器的客戶端，所以主伺服器才能通過發送寫命令來改變從伺服器的資料庫狀態。

   我想了想，似乎一般確實都是客戶端改變服務端的數據的，所以這麼說倒也在理，但是服務端不是也可以給客戶端發送數據麽？所以這裡可能和 Redis 的具體實現有關？

7. 命令傳播：進入了第二個階段

如何部分重同步

要關註的三個部分：

1. 複製偏移量：主從伺服器都有複製偏移量，通過這個值判斷主從是否處於一致狀態

2. 主伺服器的複製積壓緩衝區：保存執行命令的歷史記錄

   一個固定長度（預設1MB）的 FIFO 的隊列，當主從不一致時可以計算並從中獲取缺少的命令。

   由於固定長度，所以如果缺的多了就只能進行完整重同步了。

   大小一般設為 斷連平均時間 * 每秒的命令數，安全起見再乘以2。

3. 伺服器的運行 ID

   畢竟只有 ID 一致同步才有意義，否則說明換主人了，那還是全同步吧

PSYNC的邏輯

主要是判斷 是否是第一次複製 、 是否是同一個主伺服器，從而決定是部分重同步還是全同步。

上圖沒有展示的是，如果主伺服器不支持 PSYNC，則返回 -ERR

心跳檢測

心跳檢測：在命令傳播階段，從伺服器預設每秒發送一次心跳：REPLCONF ACK <replication_offset>。

作用有三：

1. 檢測主從伺服器的網路狀態

2. 輔助實現 min-slaves 配置選項

   min-slaves-to-write、min-slaves-max-lag 可以防止發生腦裂現象

3. 通過 offset 檢測命令是否丟失