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主从复制概述

主从复制

主从复制是指将一台Redis服务器的数据，复制到其它的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。

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。

主从复制的作用

• 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，但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： 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。

如何使用主从复制

建立复制

主从复制的开启，完全是在从节点发起的，不需要在主节点做任何事情。

从节点开启主从复制，有3种方式：

• 配置文件：在从服务器的配置文件中加入：slaveof <masterip> <masterport>
• 启动命令：redis-server启动命令后加入：slaveof <masterip> <masterport>
• 客户端命令：Redis服务器启动后直接通过客户端执行命令：slaveof<masterip><masterport>

断开复制

通过slaveof no one断开。需要注意的是，从节点断开复制后，不会删除已有的数据，只是不再接受主节点新的数据变化。

主从复制的实现原理

主从复制过程大体可以分为3个阶段：

连接建立阶段（即准备阶段）

和主节点建立socket连接，并将从节点看做是连接到主节点的一个客户端

数据同步阶段

主从节点之间的连接建立以后，便可以开始进行数据同步，该阶段可以理解为从节点数据的初始化。具体执行的方式是：从节点向主节点发送psync命令，开始同步。并且根据主从节点当前状态的不同，可以分为全量复制和部分复制。

命令传播阶段

数据同步阶段完成后，主从节点进入命令传播阶段。在这个阶段主节点将自己执行的写命令发送给从节点，从节点接收命令并执行，从而保证主从节点数据的一致性。

延迟与不一致

命令传播是异步的过程，即主节点发送写命令后并不会等待从节点的回复。因此实际上主从节点之间很难保持实时的一致性，延迟在所难免。数据不一致的程度，与主从节点之间的网络状况、主节点写命令的执行频率、以及主节点中的repl-disable-tcp-nodelay配置等有关。

全量复制和部分复制

在Redis2.8以前，从节点向主节点发送sync命令请求同步数据，此时的同步方式是全量复制；在Redis2.8及以后，从节点可以发送psync命令请求同步数据，此时根据主从节点当前状态的不同，同步方式可能是全量复制或部分复制。

全量复制

用于初次复制或其它无法进行部分复制的情况，将主节点中的所有数据都发送给从节点，是一个非常重型的操作。

部分复制

用于网络中断等情况后的复制，只将中断期间主节点执行的写命令发送给从节点，与全量复制相比更加高效。需要注意的是，如果网络中断时间过长，造成主节点没有能够完整地保存中断期间执行的写命令，则无法进行部分复制，仍使用全量复制。

总结

主从复制的原理： 主从复制包括了连接建立阶段、数据同步阶段、命令传播阶段；其中数据同步阶段，有全量复制和部分复制两种数据同步方式；命令传播阶段，主从节点之间有PING和REPLCONF ACK命令互相进行心跳检测。

应用中的问题： 包括读写分离的问题（数据不一致、数据过期、故障切换等） 、复制超时问题 、复制中断问题等，然后总结了主从复制相关的配置，其中repl-timeout、client-output-buffer-limit slave等对解决Redis主从复制中出现的问题可能会有帮助。

主从复制虽然解决或缓解了数据冗余、故障恢复、读负载均衡等问题，但其缺陷仍很明显：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制；这些问题的解决，需要哨兵和集群的帮助。

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