在前面的兩篇文章中，分別介紹了 Redis 的內(nèi)存模型和 Redis 的持久化，今天我們來深入學(xué)習(xí) Redis 的主從復(fù)制。

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在 Redis 的持久化中曾提到，Redis 高可用的方案包括持久化、主從復(fù)制（及讀寫分離）、哨兵和集群。

其中持久化側(cè)重解決的是 Redis 數(shù)據(jù)的單機備份問題（從內(nèi)存到硬盤的備份）；而主從復(fù)制則側(cè)重解決數(shù)據(jù)的多機熱備。此外，主從復(fù)制還可以實現(xiàn)負載均衡和故障恢復(fù)。

我將從以下幾個部分詳細介紹 Redis 主從復(fù)制的方方面面：

• 主從復(fù)制概述
• 如何使用主從復(fù)制
• 主從復(fù)制的實現(xiàn)原理
• 應(yīng)用中的問題
• 總結(jié)

主從復(fù)制概述

主從復(fù)制，是指將一臺 Redis 服務(wù)器的數(shù)據(jù)，復(fù)制到其他的 Redis 服務(wù)器。前者稱為主節(jié)點(master)，后者稱為從節(jié)點(slave)；數(shù)據(jù)的復(fù)制是單向的，只能由主節(jié)點到從節(jié)點。

默認情況下，每臺 Redis 服務(wù)器都是主節(jié)點；且一個主節(jié)點可以有多個從節(jié)點(或沒有從節(jié)點)，但一個從節(jié)點只能有一個主節(jié)點。

主從復(fù)制的作用主要包括：

• 數(shù)據(jù)冗余：主從復(fù)制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的熱備份，是持久化之外的一種數(shù)據(jù)冗余方式。
• 故障恢復(fù)：當(dāng)主節(jié)點出現(xiàn)問題時，可以由從節(jié)點提供服務(wù)，實現(xiàn)快速的故障恢復(fù)；實際上是一種服務(wù)的冗余。
• 負載均衡：在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上，配合讀寫分離，可以由主節(jié)點提供寫服務(wù)，由從節(jié)點提供讀服務(wù)（即寫 Redis 數(shù)據(jù)時應(yīng)用連接主節(jié)點，讀 Redis 數(shù)據(jù)時應(yīng)用連接從節(jié)點），分擔(dān)服務(wù)器負載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個從節(jié)點分擔(dān)讀負載，可以大大提高 Redis 服務(wù)器的并發(fā)量。
• 高可用基石：除了上述作用以外，主從復(fù)制還是哨兵和集群能夠?qū)嵤┑幕A(chǔ)，因此說主從復(fù)制是 Redis 高可用的基礎(chǔ)。

如何使用主從復(fù)制

為了更直觀的理解主從復(fù)制，在介紹其內(nèi)部原理之前，先說明我們需要如何操作才能開啟主從復(fù)制。

建立復(fù)制

需要注意，主從復(fù)制的開啟，完全是在從節(jié)點發(fā)起的；不需要我們在主節(jié)點做任何事情。

從節(jié)點開啟主從復(fù)制，有 3 種方式：

• 在從服務(wù)器的配置文件中加入：slaveof <masterip> <masterport>。
• redis-server 啟動命令后加入 --slaveof <masterip> <masterport>。
• Redis 服務(wù)器啟動后，直接通過客戶端執(zhí)行命令：slaveof <masterip> <masterport>，則該 Redis 實例成為從節(jié)點。

上述 3 種方式是等效的，下面以客戶端命令的方式為例，看一下當(dāng)執(zhí)行了 slaveof 后，Redis 主節(jié)點和從節(jié)點的變化。

實例

準(zhǔn)備工作：啟動兩個節(jié)點。為了方便起見，實驗所使用的主從節(jié)點是在一臺機器上的不同 Redis 實例。

其中主節(jié)點監(jiān)聽 6379 端口，從節(jié)點監(jiān)聽 6380 端口；從節(jié)點監(jiān)聽的端口號可以在配置文件中修改：

啟動后可以看到：

兩個 Redis 節(jié)點啟動后（分別稱為6379節(jié)點和6380節(jié)點），默認都是主節(jié)點。

建立復(fù)制：此時在 6380 節(jié)點執(zhí)行 slaveof 命令，使之變?yōu)閺墓?jié)點。

觀察效果：下面驗證一下，在主從復(fù)制建立后，主節(jié)點的數(shù)據(jù)會復(fù)制到從節(jié)點中。

首先在從節(jié)點查詢一個不存在的 key：

然后在主節(jié)點中增加這個 key：

此時在從節(jié)點中再次查詢這個 key，會發(fā)現(xiàn)主節(jié)點的操作已經(jīng)同步至從節(jié)點：

然后在主節(jié)點刪除這個 key：

此時在從節(jié)點中再次查詢這個 key，會發(fā)現(xiàn)主節(jié)點的操作已經(jīng)同步至從節(jié)點：

斷開復(fù)制

通過 slaveof <masterip> <masterport> 命令建立主從復(fù)制關(guān)系以后，可以通過 slaveof no one 斷開。

需要注意的是，從節(jié)點斷開復(fù)制后，不會刪除已有的數(shù)據(jù)，只是不再接受主節(jié)點新的數(shù)據(jù)變化。

從節(jié)點執(zhí)行 slaveof no one 后，打印日志如下圖所示；可以看出斷開復(fù)制后，從節(jié)點又變回為主節(jié)點。

主節(jié)點打印日志如下：

主從復(fù)制的實現(xiàn)原理

上面一節(jié)中，我們介紹了如何操作可以建立主從關(guān)系；本小節(jié)將介紹主從復(fù)制的實現(xiàn)原理。

主從復(fù)制過程大體可以分為 3 個階段：

• 連接建立階段（即準(zhǔn)備階段）
• 數(shù)據(jù)同步階段
• 命令傳播階段

連接建立階段

該階段的主要作用是在主從節(jié)點之間建立連接，為數(shù)據(jù)同步做好準(zhǔn)備。

步驟 1：保存主節(jié)點信息

從節(jié)點服務(wù)器內(nèi)部維護了兩個字段，即 masterhost 和 masterport 字段，用于存儲主節(jié)點的 ip 和 port 信息。

需要注意的是，slaveof 是異步命令，從節(jié)點完成主節(jié)點 ip 和 port 的保存后，向發(fā)送 slaveof 命令的客戶端直接返回 OK，實際的復(fù)制操作在這之后才開始進行。

這個過程中，可以看到從節(jié)點打印日志如下：

步驟 2：建立 Socket 連接

從節(jié)點每秒 1 次調(diào)用復(fù)制定時函數(shù) replicationCron()，如果發(fā)現(xiàn)了有主節(jié)點可以連接，便會根據(jù)主節(jié)點的 ip 和 port，創(chuàng)建 socket 連接。

如果連接成功，則：

• 從節(jié)點：為該 socket 建立一個專門處理復(fù)制工作的文件事件處理器，負責(zé)后續(xù)的復(fù)制工作，如接收 RDB 文件、接收命令傳播等。
• 主節(jié)點：接收到從節(jié)點的 socket 連接后（即 accept 之后），為該 socket 創(chuàng)建相應(yīng)的客戶端狀態(tài)，并將從節(jié)點看做是連接到主節(jié)點的一個客戶端，后面的步驟會以從節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送命令請求的形式來進行。

這個過程中，從節(jié)點打印日志如下：

步驟 3：發(fā)送 Ping 命令

從節(jié)點成為主節(jié)點的客戶端之后，發(fā)送 ping 命令進行***請求，目的是：檢查 socket 連接是否可用，以及主節(jié)點當(dāng)前是否能夠處理請求。

從節(jié)點發(fā)送 ping 命令后，可能出現(xiàn) 3 種情況：

• 返回pong：說明 socket 連接正常，且主節(jié)點當(dāng)前可以處理請求，復(fù)制過程繼續(xù)。
• 超時：一定時間后從節(jié)點仍未收到主節(jié)點的回復(fù)，說明 socket 連接不可用，則從節(jié)點斷開 socket 連接，并重連。
• 返回 pong 以外的結(jié)果：如果主節(jié)點返回其他結(jié)果，如正在處理超時運行的腳本，說明主節(jié)點當(dāng)前無法處理命令，則從節(jié)點斷開 socket 連接，并重連。

在主節(jié)點返回 pong 情況下，從節(jié)點打印日志如下：

步驟 4：身份驗證

如果從節(jié)點中設(shè)置了 masterauth 選項，則從節(jié)點需要向主節(jié)點進行身份驗證；沒有設(shè)置該選項，則不需要驗證。

從節(jié)點進行身份驗證是通過向主節(jié)點發(fā)送 auth 命令進行的，auth 命令的參數(shù)即為配置文件中的 masterauth 的值。

如果主節(jié)點設(shè)置密碼的狀態(tài)，與從節(jié)點 masterauth 的狀態(tài)一致（一致是指都存在，且密碼相同，或者都不存在），則身份驗證通過，復(fù)制過程繼續(xù)；如果不一致，則從節(jié)點斷開 socket 連接，并重連。

步驟 5：發(fā)送從節(jié)點端口信息

身份驗證之后，從節(jié)點會向主節(jié)點發(fā)送其監(jiān)聽的端口號（前述例子中為 6380），主節(jié)點將該信息保存到該從節(jié)點對應(yīng)的客戶端的 slave_listening_port 字段中。

該端口信息除了在主節(jié)點中執(zhí)行 info Replication 時顯示以外，沒有其他作用。

數(shù)據(jù)同步階段

主從節(jié)點之間的連接建立以后，便可以開始進行數(shù)據(jù)同步，該階段可以理解為從節(jié)點數(shù)據(jù)的初始化。

具體執(zhí)行的方式是：從節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送 psync 命令（Redis 2.8 以前是 sync 命令），開始同步。

數(shù)據(jù)同步階段是主從復(fù)制最核心的階段，根據(jù)主從節(jié)點當(dāng)前狀態(tài)的不同，可以分為全量復(fù)制和部分復(fù)制。

需要注意的是，在數(shù)據(jù)同步階段之前，從節(jié)點是主節(jié)點的客戶端，主節(jié)點不是從節(jié)點的客戶端；而到了這一階段及以后，主從節(jié)點互為客戶端。

原因在于：在此之前，主節(jié)點只需要響應(yīng)從節(jié)點的請求即可，不需要主動發(fā)請求，而在數(shù)據(jù)同步階段和后面的命令傳播階段，主節(jié)點需要主動向從節(jié)點發(fā)送請求（如推送緩沖區(qū)中的寫命令），才能完成復(fù)制。

命令傳播階段

數(shù)據(jù)同步階段完成后，主從節(jié)點進入命令傳播階段；在這個階段主節(jié)點將自己執(zhí)行的寫命令發(fā)送給從節(jié)點，從節(jié)點接收命令并執(zhí)行，從而保證主從節(jié)點數(shù)據(jù)的一致性。

在命令傳播階段，除了發(fā)送寫命令，主從節(jié)點還維持著心跳機制：PING 和 REPLCONF ACK。

由于心跳機制的原理涉及部分復(fù)制，因此將在介紹了部分復(fù)制的相關(guān)內(nèi)容后單獨介紹該心跳機制。

延遲與不一致：需要注意的是，命令傳播是異步的過程，即主節(jié)點發(fā)送寫命令后并不會等待從節(jié)點的回復(fù)；因此實際上主從節(jié)點之間很難保持實時的一致性，延遲在所難免。

數(shù)據(jù)不一致的程度，與主從節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況、主節(jié)點寫命令的執(zhí)行頻率、以及主節(jié)點中的 repl-disable-tcp-nodelay 配置等有關(guān)。

repl-disable-tcp-nodelay no：該配置作用于命令傳播階段，控制主節(jié)點是否禁止與從節(jié)點的 TCP_NODELAY；默認 no，即不禁止 TCP_NODELAY。

當(dāng)設(shè)置為 yes 時，TCP 會對包進行合并從而減少帶寬，但是發(fā)送的頻率會降低，從節(jié)點數(shù)據(jù)延遲增加，一致性變差；具體發(fā)送頻率與 Linux 內(nèi)核的配置有關(guān)，默認配置為 40ms。

當(dāng)設(shè)置為 no 時，TCP 會立馬將主節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給從節(jié)點，帶寬增加但延遲變小。

一般來說，只有當(dāng)應(yīng)用對 Redis 數(shù)據(jù)不一致的容忍度較高，且主從節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)狀況不好時，才會設(shè)置為 yes；多數(shù)情況使用默認值 no。

數(shù)據(jù)同步階段：全量復(fù)制和部分復(fù)制

在 Redis 2.8 以前，從節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送 sync 命令請求同步數(shù)據(jù)，此時的同步方式是全量復(fù)制。

在 Redis 2.8 及以后，從節(jié)點可以發(fā)送 psync 命令請求同步數(shù)據(jù)，此時根據(jù)主從節(jié)點當(dāng)前狀態(tài)的不同，同步方式可能是全量復(fù)制或部分復(fù)制。后文介紹以 Redis 2.8 及以后版本為例。

全量復(fù)制：用于初次復(fù)制或其他無法進行部分復(fù)制的情況，將主節(jié)點中的所有數(shù)據(jù)都發(fā)送給從節(jié)點，是一個非常重型的操作。

部分復(fù)制：用于網(wǎng)絡(luò)中斷等情況后的復(fù)制，只將中斷期間主節(jié)點執(zhí)行的寫命令發(fā)送給從節(jié)點，與全量復(fù)制相比更加高效。

需要注意的是，如果網(wǎng)絡(luò)中斷時間過長，導(dǎo)致主節(jié)點沒有能夠完整地保存中斷期間執(zhí)行的寫命令，則無法進行部分復(fù)制，仍使用全量復(fù)制。

全量復(fù)制

Redis 通過 psync 命令進行全量復(fù)制的過程如下：

• 從節(jié)點判斷無法進行部分復(fù)制，向主節(jié)點發(fā)送全量復(fù)制的請求；或從節(jié)點發(fā)送部分復(fù)制的請求，但主節(jié)點判斷無法進行全量復(fù)制；具體判斷過程需要在講述了部分復(fù)制原理后再介紹。
• 主節(jié)點收到全量復(fù)制的命令后，執(zhí)行 bgsave，在后臺生成 RDB 文件，并使用一個緩沖區(qū)（稱為復(fù)制緩沖區(qū)）記錄從現(xiàn)在開始執(zhí)行的所有寫命令
• 主節(jié)點的 bgsave 執(zhí)行完成后，將 RDB 文件發(fā)送給從節(jié)點；從節(jié)點首先清除自己的舊數(shù)據(jù)，然后載入接收的 RDB 文件，將數(shù)據(jù)庫狀態(tài)更新至主節(jié)點執(zhí)行 bgsave 時的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。
• 主節(jié)點將前述復(fù)制緩沖區(qū)中的所有寫命令發(fā)送給從節(jié)點，從節(jié)點執(zhí)行這些寫命令，將數(shù)據(jù)庫狀態(tài)更新至主節(jié)點的***狀態(tài)
• 如果從節(jié)點開啟了 AOF，則會觸發(fā) bgrewriteaof 的執(zhí)行，從而保證 AOF 文件更新至主節(jié)點的***狀態(tài)。

下面是執(zhí)行全量復(fù)制時，主從節(jié)點打印的日志；可以看出日志內(nèi)容與上述步驟是完全對應(yīng)的。

主節(jié)點的打印日志如下：

從節(jié)點打印日志如下圖所示：

其中，有幾點需要注意：

• 從節(jié)點接收了來自主節(jié)點的 89260 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
• 從節(jié)點在載入主節(jié)點的數(shù)據(jù)之前要先將老數(shù)據(jù)清除。
• 從節(jié)點在同步完數(shù)據(jù)后，調(diào)用了 bgrewriteaof。

通過全量復(fù)制的過程可以看出，全量復(fù)制是非常重型的操作：

• 主節(jié)點通過 bgsave 命令 fork 子進程進行 RDB 持久化，該過程是非常消耗 CPU、內(nèi)存(頁表復(fù)制)、硬盤 IO 的；關(guān)于 bgsave 的性能問題，可以參考深入學(xué)習(xí)Redis（2）：持久化。
• 主節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)將 RDB 文件發(fā)送給從節(jié)點，對主從節(jié)點的帶寬都會帶來很大的消耗。
• 從節(jié)點清空老數(shù)據(jù)、載入新 RDB 文件的過程是阻塞的，無法響應(yīng)客戶端的命令；如果從節(jié)點執(zhí)行 bgrewriteaof，也會帶來額外的消耗。

部分復(fù)制

由于全量復(fù)制在主節(jié)點數(shù)據(jù)量較大時效率太低，因此 Redis 2.8 開始提供部分復(fù)制，用于處理網(wǎng)絡(luò)中斷時的數(shù)據(jù)同步。

部分復(fù)制的實現(xiàn)，依賴于三個重要的概念：

復(fù)制偏移量：主節(jié)點和從節(jié)點分別維護一個復(fù)制偏移量（offset），代表的是主節(jié)點向從節(jié)點傳遞的字節(jié)數(shù)。

主節(jié)點每次向從節(jié)點傳播 N 個字節(jié)數(shù)據(jù)時，主節(jié)點的 offset 增加 N；從節(jié)點每次收到主節(jié)點傳來的 N 個字節(jié)數(shù)據(jù)時，從節(jié)點的 offset 增加 N。

offset 用于判斷主從節(jié)點的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)是否一致：如果二者 offset 相同，則一致；如果 offset 不同，則不一致，此時可以根據(jù)兩個 offset 找出從節(jié)點缺少的那部分數(shù)據(jù)。

例如，如果主節(jié)點的 offset 是 1000，而從節(jié)點的 offset 是 500，那么部分復(fù)制就需要將 offset 為 501-1000 的數(shù)據(jù)傳遞給從節(jié)點。

而 offset 為 501-1000 的數(shù)據(jù)存儲的位置，就是下面要介紹的復(fù)制積壓緩沖區(qū)。

復(fù)制積壓緩沖區(qū)：復(fù)制積壓緩沖區(qū)是由主節(jié)點維護的、固定長度的、先進先出(FIFO)隊列，默認大小 1MB。

當(dāng)主節(jié)點開始有從節(jié)點時創(chuàng)建，其作用是備份主節(jié)點最近發(fā)送給從節(jié)點的數(shù)據(jù)。注意，無論主節(jié)點有一個還是多個從節(jié)點，都只需要一個復(fù)制積壓緩沖區(qū)。

在命令傳播階段，主節(jié)點除了將寫命令發(fā)送給從節(jié)點，還會發(fā)送一份給復(fù)制積壓緩沖區(qū)，作為寫命令的備份；除了存儲寫命令，復(fù)制積壓緩沖區(qū)中還存儲了其中的每個字節(jié)對應(yīng)的復(fù)制偏移量（offset）。

由于復(fù)制積壓緩沖區(qū)定長且是先進先出，所以它保存的是主節(jié)點最近執(zhí)行的寫命令；時間較早的寫命令會被擠出緩沖區(qū)。

由于該緩沖區(qū)長度固定且有限，因此可以備份的寫命令也有限，當(dāng)主從節(jié)點 offset 的差距過大超過緩沖區(qū)長度時，將無法執(zhí)行部分復(fù)制，只能執(zhí)行全量復(fù)制。

反過來說，為了提高網(wǎng)絡(luò)中斷時部分復(fù)制執(zhí)行的概率，可以根據(jù)需要增大復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小(通過配置repl-backlog-size)。

例如如果網(wǎng)絡(luò)中斷的平均時間是 60s，而主節(jié)點平均每秒產(chǎn)生的寫命令(特定協(xié)議格式)所占的字節(jié)數(shù)為 100KB，則復(fù)制積壓緩沖區(qū)的平均需求為 6MB。

保險起見，可以設(shè)置為 12MB，來保證絕大多數(shù)斷線情況都可以使用部分復(fù)制。

從節(jié)點將 offset 發(fā)送給主節(jié)點后，主節(jié)點根據(jù) offset 和緩沖區(qū)大小決定能否執(zhí)行部分復(fù)制：

• 如果 offset 偏移量之后的數(shù)據(jù)，仍然都在復(fù)制積壓緩沖區(qū)里，則執(zhí)行部分復(fù)制。
• 如果 offset 偏移量之后的數(shù)據(jù)已不在復(fù)制積壓緩沖區(qū)中（數(shù)據(jù)已被擠出），則執(zhí)行全量復(fù)制。

服務(wù)器運行 ID(runid)：每個 Redis 節(jié)點(無論主從)，在啟動時都會自動生成一個隨機 ID(每次啟動都不一樣)，由 40 個隨機的十六進制字符組成；runid 用來唯一識別一個 Redis 節(jié)點。

通過 info Server 命令，可以查看節(jié)點的 runid：

主從節(jié)點初次復(fù)制時，主節(jié)點將自己的 runid 發(fā)送給從節(jié)點，從節(jié)點將這個 runid 保存起來；當(dāng)斷線重連時，從節(jié)點會將這個 runid 發(fā)送給主節(jié)點。

主節(jié)點根據(jù) runid 判斷能否進行部分復(fù)制：

• 如果從節(jié)點保存的 runid 與主節(jié)點現(xiàn)在的 runid 相同，說明主從節(jié)點之前同步過，主節(jié)點會繼續(xù)嘗試使用部分復(fù)制(到底能不能部分復(fù)制還要看 offset 和復(fù)制積壓緩沖區(qū)的情況)。
• 如果從節(jié)點保存的 runid 與主節(jié)點現(xiàn)在的 runid 不同，說明從節(jié)點在斷線前同步的 Redis 節(jié)點并不是當(dāng)前的主節(jié)點，只能進行全量復(fù)制。

psync 命令的執(zhí)行：在了解了復(fù)制偏移量、復(fù)制積壓緩沖區(qū)、節(jié)點運行 id 之后，本節(jié)將介紹 psync 命令的參數(shù)和返回值，從而說明 psync 命令執(zhí)行過程中，主從節(jié)點是如何確定使用全量復(fù)制還是部分復(fù)制的。

psync 命令的執(zhí)行過程可以參見下圖：

首先，從節(jié)點根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，決定如何調(diào)用 psync 命令：

• 如果從節(jié)點之前未執(zhí)行過 slaveof 或最近執(zhí)行了 slaveof no one，則從節(jié)點發(fā)送命令為 psync ? -1，向主節(jié)點請求全量復(fù)制。
• 如果從節(jié)點之前執(zhí)行了 slaveof，則發(fā)送命令為 psync <runid> <offset>，其中 runid 為上次復(fù)制的主節(jié)點的 runid，offset 為上次復(fù)制截止時從節(jié)點保存的復(fù)制偏移量。

主節(jié)點根據(jù)收到的psync命令，及當(dāng)前服務(wù)器狀態(tài)，決定執(zhí)行全量復(fù)制還是部分復(fù)制：

• 如果主節(jié)點版本低于 Redis 2.8，則返回 -ERR 回復(fù)，此時從節(jié)點重新發(fā)送 sync 命令執(zhí)行全量復(fù)制。
• 如果主節(jié)點版本夠新，且 runid 與從節(jié)點發(fā)送的 runid 相同，且從節(jié)點發(fā)送的 offset 之后的數(shù)據(jù)在復(fù)制積壓緩沖區(qū)中都存在，則回復(fù) +CONTINUE，表示將進行部分復(fù)制，從節(jié)點等待主節(jié)點發(fā)送其缺少的數(shù)據(jù)即可。
• 如果主節(jié)點版本夠新，但是 runid 與從節(jié)點發(fā)送的 runid 不同，或從節(jié)點發(fā)送的 offset 之后的數(shù)據(jù)已不在復(fù)制積壓緩沖區(qū)中(在隊列中被擠出了)，則回復(fù) +FULLRESYNC <runid> <offset>，表示要進行全量復(fù)制。

其中 runid 表示主節(jié)點當(dāng)前的 runid，offset 表示主節(jié)點當(dāng)前的 offset，從節(jié)點保存這兩個值，以備使用。

部分復(fù)制演示：在下面的演示中，網(wǎng)絡(luò)中斷幾分鐘后恢復(fù)，斷開連接的主從節(jié)點進行了部分復(fù)制；為了便于模擬網(wǎng)絡(luò)中斷，本例中的主從節(jié)點在局域網(wǎng)中的兩臺機器上。

網(wǎng)絡(luò)中斷一段時間后，主節(jié)點和從節(jié)點都會發(fā)現(xiàn)失去了與對方的連接（關(guān)于主從節(jié)點對超時的判斷機制，后面會有說明）。

此后，從節(jié)點便開始執(zhí)行對主節(jié)點的重連，由于此時網(wǎng)絡(luò)還沒有恢復(fù)，重連失敗，從節(jié)點會一直嘗試重連。

主節(jié)點日志如下：

從節(jié)點日志如下：

網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，從節(jié)點連接主節(jié)點成功，并請求進行部分復(fù)制，主節(jié)點接收請求后，二者進行部分復(fù)制以同步數(shù)據(jù)。

主節(jié)點日志如下：

從節(jié)點日志如下：

命令傳播階段：心跳機制

在命令傳播階段，除了發(fā)送寫命令，主從節(jié)點還維持著心跳機制：PING 和 REPLCONF ACK。心跳機制對于主從復(fù)制的超時判斷、數(shù)據(jù)安全等有作用。

主->從：PING

每隔指定的時間，主節(jié)點會向從節(jié)點發(fā)送 PING 命令，這個 PING 命令的作用，主要是為了讓從節(jié)點進行超時判斷。

PING 發(fā)送的頻率由 repl-ping-slave-period 參數(shù)控制，單位是秒，默認值是 10s。

關(guān)于該 PING 命令究竟是由主節(jié)點發(fā)給從節(jié)點，還是相反，有一些爭議；因為在 Redis 的官方文檔中，對該參數(shù)的注釋中說明是從節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送 PING 命令，如下圖所示：

但是根據(jù)該參數(shù)的名稱(含有 ping-slave)，以及代碼實現(xiàn)，我認為該 PING 命令是主節(jié)點發(fā)給從節(jié)點的。

相關(guān)代碼如下：

從->主：REPLCONF ACK

在命令傳播階段，從節(jié)點會向主節(jié)點發(fā)送 REPLCONF ACK 命令，頻率是每秒 1 次；命令格式為：REPLCONF ACK {offset}，其中 offset 指從節(jié)點保存的復(fù)制偏移量。

REPLCONF ACK 命令的作用包括：

實時監(jiān)測主從節(jié)點網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)：該命令會被主節(jié)點用于復(fù)制超時的判斷。此外，在主節(jié)點中使用 info Replication，可以看到其從節(jié)點的狀態(tài)中的 lag 值，代表的是主節(jié)點上次收到該 REPLCONF ACK 命令的時間間隔。

在正常情況下，該值應(yīng)該是 0 或 1，如下圖所示：

檢測命令丟失：從節(jié)點發(fā)送了自身的 offset，主節(jié)點會與自己的 offset 對比，如果從節(jié)點數(shù)據(jù)缺失（如網(wǎng)絡(luò)丟包），主節(jié)點會推送缺失的數(shù)據(jù)（這里也會利用復(fù)制積壓緩沖區(qū)）。

注意，offset 和復(fù)制積壓緩沖區(qū)，不僅可以用于部分復(fù)制，也可以用于處理命令丟失等情形；區(qū)別在于前者是在斷線重連后進行的，而后者是在主從節(jié)點沒有斷線的情況下進行的。

輔助保證從節(jié)點的數(shù)量和延遲：Redis 主節(jié)點中使用 min-slaves-to-write 和 min-slaves-max-lag 參數(shù)，來保證主節(jié)點在不安全的情況下不會執(zhí)行寫命令；所謂不安全，是指從節(jié)點數(shù)量太少，或延遲過高。

例如 min-slaves-to-write 和 min-slaves-max-lag 分別是 3 和 10，含義是如果從節(jié)點數(shù)量小于 3 個，或所有從節(jié)點的延遲值都大于 10s，則主節(jié)點拒絕執(zhí)行寫命令。

而這里從節(jié)點延遲值的獲取，就是通過主節(jié)點接收到 REPLCONF ACK 命令的時間來判斷的，即前面所說的 info Replication 中的 lag 值。

應(yīng)用中的問題

讀寫分離及其中的問題

在主從復(fù)制基礎(chǔ)上實現(xiàn)的讀寫分離，可以實現(xiàn) Redis 的讀負載均衡。

由主節(jié)點提供寫服務(wù)，由一個或多個從節(jié)點提供讀服務(wù)（多個從節(jié)點既可以提高數(shù)據(jù)冗余程度，也可以***化讀負載能力）；在讀負載較大的應(yīng)用場景下，可以大大提高 Redis 服務(wù)器的并發(fā)量。

下面介紹在使用 Redis 讀寫分離時，需要注意的問題。

延遲與不一致問題

前面已經(jīng)講到，由于主從復(fù)制的命令傳播是異步的，延遲與數(shù)據(jù)的不一致不可避免。

如果應(yīng)用對數(shù)據(jù)不一致的接受程度程度較低，可能的優(yōu)化措施包括：

• 優(yōu)化主從節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（如在同機房部署）。
• 監(jiān)控主從節(jié)點延遲（通過 offset）判斷，如果從節(jié)點延遲過大，通知應(yīng)用不再通過該從節(jié)點讀取數(shù)據(jù)。
• 使用集群同時擴展寫負載和讀負載等。

在命令傳播階段以外的其他情況下，從節(jié)點的數(shù)據(jù)不一致可能更加嚴重，例如連接在數(shù)據(jù)同步階段，或從節(jié)點失去與主節(jié)點的連接時等。

從節(jié)點的 slave-serve-stale-data 參數(shù)便與此有關(guān)：它控制這種情況下從節(jié)點的表現(xiàn)；如果為 yes（默認值），則從節(jié)點仍能夠響應(yīng)客戶端的命令，如果為 no，則從節(jié)點只能響應(yīng) info、slaveof 等少數(shù)命令。

該參數(shù)的設(shè)置與應(yīng)用對數(shù)據(jù)一致性的要求有關(guān)；如果對數(shù)據(jù)一致性要求很高，則應(yīng)設(shè)置為 no。

數(shù)據(jù)過期問題

在單機版 Redis 中，存在兩種刪除策略：

• 惰性刪除：服務(wù)器不會主動刪除數(shù)據(jù)，只有當(dāng)客戶端查詢某個數(shù)據(jù)時，服務(wù)器判斷該數(shù)據(jù)是否過期，如果過期則刪除。
• 定期刪除：服務(wù)器執(zhí)行定時任務(wù)刪除過期數(shù)據(jù)，但是考慮到內(nèi)存和 CPU 的折中（刪除會釋放內(nèi)存，但是頻繁的刪除操作對 CPU 不友好），該刪除的頻率和執(zhí)行時間都受到了限制。

在主從復(fù)制場景下，為了主從節(jié)點的數(shù)據(jù)一致性，從節(jié)點不會主動刪除數(shù)據(jù)，而是由主節(jié)點控制從節(jié)點中過期數(shù)據(jù)的刪除。

由于主節(jié)點的惰性刪除和定期刪除策略，都不能保證主節(jié)點及時對過期數(shù)據(jù)執(zhí)行刪除操作，因此，當(dāng)客戶端通過 Redis 從節(jié)點讀取數(shù)據(jù)時，很容易讀取到已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)。

在 Redis 3.2 中，從節(jié)點在讀取數(shù)據(jù)時，增加了對數(shù)據(jù)是否過期的判斷：如果該數(shù)據(jù)已過期，則不返回給客戶端；將 Redis 升級到 3.2 可以解決數(shù)據(jù)過期問題。

故障切換問題

在沒有使用哨兵的讀寫分離場景下，應(yīng)用針對讀和寫分別連接不同的 Redis 節(jié)點。

當(dāng)主節(jié)點或從節(jié)點出現(xiàn)問題而發(fā)生更改時，需要及時修改應(yīng)用程序讀寫 Redis 數(shù)據(jù)的連接；連接的切換可以手動進行，或者自己寫監(jiān)控程序進行切換，但前者響應(yīng)慢、容易出錯，后者實現(xiàn)復(fù)雜，成本都不算低。

總結(jié)：在使用讀寫分離之前，可以考慮其他方法增加 Redis 的讀負載能力：如盡量優(yōu)化主節(jié)點（減少慢查詢、減少持久化等其他情況帶來的阻塞等）提高負載能力；使用 Redis 集群同時提高讀負載能力和寫負載能力等。

如果使用讀寫分離，可以使用哨兵，使主從節(jié)點的故障切換盡可能自動化，并減少對應(yīng)用程序的侵入。

復(fù)制超時問題

主從節(jié)點復(fù)制超時是導(dǎo)致復(fù)制中斷的最重要的原因之一，本小節(jié)單獨說明超時問題，下一小節(jié)說明其他會導(dǎo)致復(fù)制中斷的問題。

超時判斷意義

在復(fù)制連接建立過程中及之后，主從節(jié)點都有機制判斷連接是否超時，其意義在于：

• 如果主節(jié)點判斷連接超時，其會釋放相應(yīng)從節(jié)點的連接，從而釋放各種資源，否則無效的從節(jié)點仍會占用主節(jié)點的各種資源（輸出緩沖區(qū)、帶寬、連接等）。

此外連接超時的判斷可以讓主節(jié)點更準(zhǔn)確的知道當(dāng)前有效從節(jié)點的個數(shù)，有助于保證數(shù)據(jù)安全（配合前面講到的 min-slaves-to-write 等參數(shù)）。

• 如果從節(jié)點判斷連接超時，則可以及時重新建立連接，避免與主節(jié)點數(shù)據(jù)長期的不一致。

判斷機制

主從復(fù)制超時判斷的核心，在于 repl-timeout 參數(shù)，該參數(shù)規(guī)定了超時時間的閾值（默認 60s），對于主節(jié)點和從節(jié)點同時有效。

• 主從節(jié)點觸發(fā)超時的條件分別如下：
• 主節(jié)點：每秒1次調(diào)用復(fù)制定時函數(shù) replicationCron()，在其中判斷當(dāng)前時間距離上次收到各個從節(jié)點 REPLCONF ACK 的時間，是否超過了 repl-timeout 值，如果超過了則釋放相應(yīng)從節(jié)點的連接。

從節(jié)點：從節(jié)點對超時的判斷同樣是在復(fù)制定時函數(shù)中判斷。

從節(jié)點的基本邏輯是：

• 如果當(dāng)前處于連接建立階段，且距離上次收到主節(jié)點的信息的時間已超過 repl-timeout，則釋放與主節(jié)點的連接。
• 如果當(dāng)前處于數(shù)據(jù)同步階段，且收到主節(jié)點的 RDB 文件的時間超時，則停止數(shù)據(jù)同步，釋放連接。
• 如果當(dāng)前處于命令傳播階段，且距離上次收到主節(jié)點的 PING 命令或數(shù)據(jù)的時間已超過 repl-timeout 值，則釋放與主節(jié)點的連接。

主從節(jié)點判斷連接超時的相關(guān)源代碼如下：

/* Replication cron function, called 1 time per second. */ 
void replicationCron(void) { 
   static long long replication_cron_loops = 0; 
 
   /* Non blocking connection timeout? */ 
   if (server.masterhost && 
       (server.repl_state == REDIS_REPL_CONNECTING || 
        slaveIsInHandshakeState()) && 
        (time(NULL)-server.repl_transfer_lastio) > server.repl_timeout) 
   { 
       redisLog(REDIS_WARNING,"Timeout connecting to the MASTER..."); 
       undoConnectWithMaster(); 
   } 
 
   /* Bulk transfer I/O timeout? */ 
   if (server.masterhost && server.repl_state == REDIS_REPL_TRANSFER && 
       (time(NULL)-server.repl_transfer_lastio) > server.repl_timeout) 
   { 
       redisLog(REDIS_WARNING,"Timeout receiving bulk data from MASTER... If the problem persists try to set the 'repl-timeout' parameter in redis.conf to a larger value."); 
       replicationAbortSyncTransfer(); 
   } 
 
   /* Timed out master when we are an already connected slave? */ 
   if (server.masterhost && server.repl_state == REDIS_REPL_CONNECTED && 
       (time(NULL)-server.master->lastinteraction) > server.repl_timeout) 
   { 
       redisLog(REDIS_WARNING,"MASTER timeout: no data nor PING received..."); 
       freeClient(server.master); 
   } 
 
   //此處省略無關(guān)代碼…… 
 
   /* Disconnect timedout slaves. */ 
   if (listLength(server.slaves)) { 
       listIter li; 
       listNode *ln; 
       listRewind(server.slaves,&li); 
       while((ln = listNext(&li))) { 
           redisClient *slave = ln->value; 
           if (slave->replstate != REDIS_REPL_ONLINE) continue; 
           if (slave->flags & REDIS_PRE_PSYNC) continue; 
           if ((server.unixtime - slave->repl_ack_time) > server.repl_timeout) 
           { 
               redisLog(REDIS_WARNING, "Disconnecting timedout slave: %s", 
                   replicationGetSlaveName(slave)); 
               freeClient(slave); 
           } 
       } 
   } 
 
   //此處省略無關(guān)代碼…… 
 
} 

需要注意的坑

下面介紹與復(fù)制階段連接超時有關(guān)的一些實際問題：

數(shù)據(jù)同步階段：在主從節(jié)點進行全量復(fù)制 bgsave 時，主節(jié)點需要首先 fork 子進程將當(dāng)前數(shù)據(jù)保存到 RDB 文件中，然后再將 RDB 文件通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綇墓?jié)點。

如果 RDB 文件過大，主節(jié)點在 fork 子進程+保存 RDB 文件時耗時過多，可能會導(dǎo)致從節(jié)點長時間收不到數(shù)據(jù)而觸發(fā)超時。

此時從節(jié)點會重連主節(jié)點，然后再次全量復(fù)制，再次超時，再次重連……這是個悲傷的循環(huán)。

為了避免這種情況的發(fā)生，除了注意 Redis 單機數(shù)據(jù)量不要過大，另一方面就是適當(dāng)增大 repl-timeout 值，具體的大小可以根據(jù) bgsave 耗時來調(diào)整。

命令傳播階段：如前所述，在該階段主節(jié)點會向從節(jié)點發(fā)送 PING 命令，頻率由 repl-ping-slave-period 控制；該參數(shù)應(yīng)明顯小于 repl-timeout 值(后者至少是前者的幾倍)。

否則，如果兩個參數(shù)相等或接近，網(wǎng)絡(luò)抖動導(dǎo)致個別 PING 命令丟失，此時恰巧主節(jié)點也沒有向從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，則從節(jié)點很容易判斷超時。

慢查詢導(dǎo)致的阻塞：如果主節(jié)點或從節(jié)點執(zhí)行了一些慢查詢（如 keys * 或者對大數(shù)據(jù)的 hgetall 等），導(dǎo)致服務(wù)器阻塞；阻塞期間無法響應(yīng)復(fù)制連接中對方節(jié)點的請求，可能導(dǎo)致復(fù)制超時。

復(fù)制中斷問題

主從節(jié)點超時是復(fù)制中斷的原因之一，除此之外，還有其他情況可能導(dǎo)致復(fù)制中斷，其中最主要的是復(fù)制緩沖區(qū)溢出問題。

復(fù)制緩沖區(qū)溢出

前面曾提到過，在全量復(fù)制階段，主節(jié)點會將執(zhí)行的寫命令放到復(fù)制緩沖區(qū)中。

該緩沖區(qū)存放的數(shù)據(jù)包括了以下幾個時間段內(nèi)主節(jié)點執(zhí)行的寫命令：

• bgsave 生成 RDB 文件。
• RDB 文件由主節(jié)點發(fā)往從節(jié)點。
• 從節(jié)點清空老數(shù)據(jù)并載入 RDB 文件中的數(shù)據(jù)。

當(dāng)主節(jié)點數(shù)據(jù)量較大，或者主從節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)延遲較大時，可能導(dǎo)致該緩沖區(qū)的大小超過了限制，此時主節(jié)點會斷開與從節(jié)點之間的連接。

這種情況可能引起全量復(fù)制→復(fù)制緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致連接中斷→重連→全量復(fù)制→復(fù)制緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致連接中斷……的循環(huán)。

復(fù)制緩沖區(qū)的大小由 client-output-buffer-limit slave {hard limit} {soft limit} {soft seconds} 配置，默認值為 client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60。

其含義是：如果 buffer 大于 256MB，或者連續(xù) 60s 大于 64MB，則主節(jié)點會斷開與該從節(jié)點的連接。該參數(shù)是可以通過 config set 命令動態(tài)配置的（即不重啟 Redis 也可以生效）。

當(dāng)復(fù)制緩沖區(qū)溢出時，主節(jié)點打印日志如下所示：

需要注意的是，復(fù)制緩沖區(qū)是客戶端輸出緩沖區(qū)的一種，主節(jié)點會為每一個從節(jié)點分別分配復(fù)制緩沖區(qū)；而復(fù)制積壓緩沖區(qū)則是一個主節(jié)點只有一個，無論它有多少個從節(jié)點。

各場景下復(fù)制的選擇及優(yōu)化技巧

在介紹了 Redis 復(fù)制的種種細節(jié)之后，現(xiàn)在我們可以來總結(jié)一下，在下面常見的場景中，何時使用部分復(fù)制，以及需要注意哪些問題。

***次建立復(fù)制

此時全量復(fù)制不可避免，但仍有幾點需要注意：如果主節(jié)點的數(shù)據(jù)量較大，應(yīng)該盡量避開流量的高峰期，避免造成阻塞。

如果有多個從節(jié)點需要建立對主節(jié)點的復(fù)制，可以考慮將幾個從節(jié)點錯開，避免主節(jié)點帶寬占用過大。

此外，如果從節(jié)點過多，也可以調(diào)整主從復(fù)制的拓撲結(jié)構(gòu)，由一主多從結(jié)構(gòu)變?yōu)闃錉罱Y(jié)構(gòu)（中間的節(jié)點既是其主節(jié)點的從節(jié)點，也是其從節(jié)點的主節(jié)點）。

但使用樹狀結(jié)構(gòu)應(yīng)該謹慎：雖然主節(jié)點的直接從節(jié)點減少，降低了主節(jié)點的負擔(dān)，但是多層從節(jié)點的延遲增大，數(shù)據(jù)一致性變差；且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護相當(dāng)困難。

主節(jié)點重啟

主節(jié)點重啟可以分為兩種情況來討論，一種是故障導(dǎo)致宕機，另一種則是有計劃的重啟。

主節(jié)點宕機：主節(jié)點宕機重啟后，runid 會發(fā)生變化，因此不能進行部分復(fù)制，只能全量復(fù)制。

實際上在主節(jié)點宕機的情況下，應(yīng)進行故障轉(zhuǎn)移處理，將其中的一個從節(jié)點升級為主節(jié)點，其他從節(jié)點從新的主節(jié)點進行復(fù)制；且故障轉(zhuǎn)移應(yīng)盡量的自動化，后面文章將要介紹的哨兵便可以進行自動的故障轉(zhuǎn)移。

安全重啟 debug reload：在一些場景下，可能希望對主節(jié)點進行重啟，例如主節(jié)點內(nèi)存碎片率過高，或者希望調(diào)整一些只能在啟動時調(diào)整的參數(shù)。

如果使用普通的手段重啟主節(jié)點，會使得 runid 發(fā)生變化，可能導(dǎo)致不必要的全量復(fù)制。

為了解決這個問題，Redis 提供了 debug reload 的重啟方式：重啟后，主節(jié)點的 runid 和 offset 都不受影響，避免了全量復(fù)制。

如下圖所示，debug reload 重啟后 runid 和 offset 都未受影響：

但 debug reload 是一柄雙刃劍：它會清空當(dāng)前內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，重新從 RDB 文件中加載，這個過程會導(dǎo)致主節(jié)點的阻塞，因此也需要謹慎。

從節(jié)點重啟

從節(jié)點宕機重啟后，其保存的主節(jié)點的 runid 會丟失，因此即使再次執(zhí)行 slaveof，也無法進行部分復(fù)制。

網(wǎng)絡(luò)中斷

如果主從節(jié)點之間出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題，造成短時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中斷，可以分為多種情況討論。

***種情況：網(wǎng)絡(luò)問題時間極為短暫，只造成了短暫的丟包，主從節(jié)點都沒有判定超時（未觸發(fā) repl-timeout）；此時只需要通過 REPLCONF ACK 來補充丟失的數(shù)據(jù)即可。

第二種情況：網(wǎng)絡(luò)問題時間很長，主從節(jié)點判斷超時（觸發(fā)了 repl-timeout），且丟失的數(shù)據(jù)過多，超過了復(fù)制積壓緩沖區(qū)所能存儲的范圍；此時主從節(jié)點無法進行部分復(fù)制，只能進行全量復(fù)制。

為了盡可能避免這種情況的發(fā)生，應(yīng)該根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小；此外及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)網(wǎng)絡(luò)中斷，也可以減少全量復(fù)制。

第三種情況：介于前述兩種情況之間，主從節(jié)點判斷超時，且丟失的數(shù)據(jù)仍然都在復(fù)制積壓緩沖區(qū)中；此時主從節(jié)點可以進行部分復(fù)制。

復(fù)制相關(guān)的配置

這一節(jié)總結(jié)一下與復(fù)制有關(guān)的配置，說明這些配置的作用、起作用的階段，以及配置方法等。

通過了解這些配置，一方面加深對 Redis 復(fù)制的了解，另一方面掌握這些配置的方法，可以優(yōu)化 Redis 的使用，少走坑。

配置大致可以分為主節(jié)點相關(guān)配置、從節(jié)點相關(guān)配置以及與主從節(jié)點都有關(guān)的配置，下面分別說明。

與主從節(jié)點都有關(guān)的配置

首先介紹最特殊的配置，它決定了該節(jié)點是主節(jié)點還是從節(jié)點：

• slaveof <masterip> <masterport>：Redis 啟動時起作用；作用是建立復(fù)制關(guān)系，開啟了該配置的 Redis 服務(wù)器在啟動后成為從節(jié)點。該注釋默認注釋掉，即 Redis 服務(wù)器默認都是主節(jié)點。
• repl-timeout 60：與各個階段主從節(jié)點連接超時判斷有關(guān)，見前面的介紹。

主節(jié)點相關(guān)配置

repl-diskless-sync no：作用于全量復(fù)制階段，控制主節(jié)點是否使用 diskless 復(fù)制（無盤復(fù)制）。

所謂 diskless 復(fù)制，是指在全量復(fù)制時，主節(jié)點不再先把數(shù)據(jù)寫入 RDB 文件，而是直接寫入 slave 的 socket 中，整個過程中不涉及硬盤。

diskless 復(fù)制在磁盤 IO 很慢而網(wǎng)速很快時更有優(yōu)勢。需要注意的是，截至 Redis 3.0，diskless 復(fù)制處于實驗階段，默認是關(guān)閉的。

repl-diskless-sync-delay 5：該配置作用于全量復(fù)制階段，當(dāng)主節(jié)點使用 diskless 復(fù)制時，該配置決定主節(jié)點向從節(jié)點發(fā)送之前停頓的時間，單位是秒；只有當(dāng) diskless 復(fù)制打開時有效，默認 5s。

之所以設(shè)置停頓時間，是基于以下兩個考慮：

• 向 slave 的 socket 的傳輸一旦開始，新連接的 slave 只能等待當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，才能開始新的數(shù)據(jù)傳輸。
• 多個從節(jié)點有較大的概率在短時間內(nèi)建立主從復(fù)制。

client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60：與全量復(fù)制階段主節(jié)點的緩沖區(qū)大小有關(guān)，見前面的介紹。

repl-disable-tcp-nodelay no：與命令傳播階段的延遲有關(guān)，見前面的介紹。

masterauth <master-password>：與連接建立階段的身份驗證有關(guān)，見前面的介紹。

repl-ping-slave-period 10：與命令傳播階段主從節(jié)點的超時判斷有關(guān)，見前面的介紹。

repl-backlog-size 1mb：復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小，見前面的介紹。

repl-backlog-ttl 3600：當(dāng)主節(jié)點沒有從節(jié)點時，復(fù)制積壓緩沖區(qū)保留的時間，這樣當(dāng)斷開的從節(jié)點重新連進來時，可以進行全量復(fù)制；默認 3600s。如果設(shè)置為 0，則永遠不會釋放復(fù)制積壓緩沖區(qū)。

min-slaves-to-write 3 與 min-slaves-max-lag 10：規(guī)定了主節(jié)點的最小從節(jié)點數(shù)目，及對應(yīng)的***延遲，見前面的介紹。

從節(jié)點相關(guān)配置

slave-serve-stale-data yes：與從節(jié)點數(shù)據(jù)陳舊時是否響應(yīng)客戶端命令有關(guān)，見前面的介紹。

slave-read-only yes：從節(jié)點是否只讀；默認是只讀的。由于從節(jié)點開啟寫操作容易導(dǎo)致主從節(jié)點的數(shù)據(jù)不一致，因此該配置盡量不要修改。

單機內(nèi)存大小限制

在深入學(xué)習(xí) Redis 持久化一文中，講到了 fork 操作對 Redis 單機內(nèi)存大小的限制。實際上在 Redis 的使用中，限制單機內(nèi)存大小的因素非常之多。

下面總結(jié)一下在主從復(fù)制中，單機內(nèi)存過大可能造成的影響：

• 切主：當(dāng)主節(jié)點宕機時，一種常見的容災(zāi)策略是將其中一個從節(jié)點提升為主節(jié)點，并將其他從節(jié)點掛載到新的主節(jié)點上，此時這些從節(jié)點只能進行全量復(fù)制。

如果 Redis 單機內(nèi)存達到 10GB，一個從節(jié)點的同步時間在幾分鐘的級別；如果從節(jié)點較多，恢復(fù)的速度會更慢。

如果系統(tǒng)的讀負載很高，而這段時間從節(jié)點無法提供服務(wù)，會對系統(tǒng)造成很大的壓力。

• 從庫擴容：如果訪問量突然增大，此時希望增加從節(jié)點分擔(dān)讀負載，如果數(shù)據(jù)量過大，從節(jié)點同步太慢，難以及時應(yīng)對訪問量的暴增。
• 緩沖區(qū)溢出：（1）和（2）都是從節(jié)點可以正常同步的情形（雖然慢），但是如果數(shù)據(jù)量過大，導(dǎo)致全量復(fù)制階段主節(jié)點的復(fù)制緩沖區(qū)溢出，從而導(dǎo)致復(fù)制中斷。

則主從節(jié)點的數(shù)據(jù)同步會全量復(fù)制→復(fù)制緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致復(fù)制中斷→重連→全量復(fù)制→復(fù)制緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致復(fù)制中斷……的循環(huán)。

• 超時：如果數(shù)據(jù)量過大，全量復(fù)制階段主節(jié)點 fork+ 保存 RDB 文件耗時過大，從節(jié)點長時間接收不到數(shù)據(jù)觸發(fā)超時。

主從節(jié)點的數(shù)據(jù)同步同樣可能陷入全量復(fù)制→超時導(dǎo)致復(fù)制中斷→重連→全量復(fù)制→超時導(dǎo)致復(fù)制中斷……的循環(huán)。

此外，主節(jié)點單機內(nèi)存除了絕對量不能太大，其占用主機內(nèi)存的比例也不應(yīng)過大：***只使用 50%-65% 的內(nèi)存，留下 30%-45% 的內(nèi)存用于執(zhí)行 bgsave 命令和創(chuàng)建復(fù)制緩沖區(qū)等。

info Replication

在 Redis 客戶端通過 info Replication 可以查看與復(fù)制相關(guān)的狀態(tài)，對于了解主從節(jié)點的當(dāng)前狀態(tài)，以及解決出現(xiàn)的問題都會有幫助。

主節(jié)點：

從節(jié)點：

對于從節(jié)點，上半部分展示的是其作為從節(jié)點的狀態(tài)，從 connectd_slaves 開始，展示的是其作為潛在的主節(jié)點的狀態(tài)。

info Replication 中展示的大部分內(nèi)容在文章中都已經(jīng)講述，這里不再詳述。

總結(jié)

下面回顧一下本文的主要內(nèi)容：

• 主從復(fù)制的作用：宏觀的了解主從復(fù)制是為了解決什么樣的問題，即數(shù)據(jù)冗余、故障恢復(fù)、讀負載均衡等。
• 主從復(fù)制的操作：即 slaveof 命令。
• 主從復(fù)制的原理：主從復(fù)制包括了連接建立階段、數(shù)據(jù)同步階段、命令傳播階段。

其中數(shù)據(jù)同步階段，有全量復(fù)制和部分復(fù)制兩種數(shù)據(jù)同步方式；命令傳播階段，主從節(jié)點之間有 PING 和 REPLCONF ACK 命令互相進行心跳檢測。

• 應(yīng)用中的問題：包括讀寫分離的問題（數(shù)據(jù)不一致問題、數(shù)據(jù)過期問題、故障切換問題等）、復(fù)制超時問題、復(fù)制中斷問題等。

然后總結(jié)了主從復(fù)制相關(guān)的配置，其中 repl-timeout、client-output-buffer-limit slave 等對解決 Redis 主從復(fù)制中出現(xiàn)的問題可能會有幫助。

主從復(fù)制雖然解決或緩解了數(shù)據(jù)冗余、故障恢復(fù)、讀負載均衡等問題，但其缺陷仍很明顯：故障恢復(fù)無法自動化；寫操作無法負載均衡；存儲能力受到單機的限制。

這些問題的解決，需要哨兵和集群的幫助，我將在后面的文章中介紹，歡迎關(guān)注。