Redis主从复制原理【超好理解】

        Redis的主从复制是一种异步复制机制，用于实现数据冗余、读写分离和高可用性。其核心原理可分为以下几个关键步骤和机制。

1. 建立主从关系

• 配置方式：通过SLAVEOF <master_ip> <master_port>命令或在从节点配置文件中设置，使从节点连接到主节点。

• 身份验证（可选）：若主节点配置了requirepass，从节点需提供密码（masterauth配置项）。

2. 数据同步过程

全量同步（Full Resynchronization）

• 触发条件：从节点首次连接主节点，或复制偏移量（Replication Offset）不在主节点的复制积压缓冲区中。

• 步骤：

  1. 从节点发送PSYNC命令（旧版本为SYNC）请求同步。

  2. 主节点执行BGSAVE生成RDB快照，并缓存此期间的写命令至复制缓冲区。

  3. 主节点将RDB文件传输给从节点，从节点清空旧数据后加载RDB。

  4. 主节点发送缓冲区中的写命令，使从节点数据与主节点完全一致。

部分同步（Partial Resynchronization）

• 触发条件：从节点断开后重连，且其复制偏移量仍存在于主节点的复制积压缓冲区（Replication Backlog）。

• 机制：

  • 主节点仅发送从节点缺失的增量命令，避免全量同步开销。

  • 依赖复制ID（Replication ID）和复制偏移量判断同步起点。

3.  命令传播（Propagation）

• 同步完成后，主节点持续将写命令异步发送给从节点，从节点执行相同命令以保持数据一致。

• 异步复制特性：主节点不等待从节点确认，可能存在短暂数据延迟（最终一致性）。

4.核心组件

• 复制积压缓冲区：

  • 主节点维护的环形内存缓冲区，默认大小1MB（可配置）。

  • 存储最近的写命令及对应的复制偏移量。

  • 缓冲区大小需根据网络中断时长调整，避免频繁全量同步。

• 复制偏移量：

  • 主节点和从节点各自维护，记录已复制的数据量。

  • 主节点每次传播命令后递增偏移量；从节点接收后更新自身偏移量。

• 复制ID：

• 主节点唯一标识符。故障切换后，新主节点生成新复制ID，旧复制ID用于兼容部分同步。

5 断线重连处理

• 从节点断线后，通过PSYNC命令携带旧复制ID和最后复制偏移量重新连接。

• 主节点根据偏移量判断执行全量或部分同步。

6 优化与注意事项

• 无盘复制（Diskless Replication）：主节点直接将RDB数据通过Socket发送给从节点，避免磁盘IO（配置repl-diskless-sync yes）。

• 读写分离：从节点默认read-only，可通过replica-read-only no配置为可写（不推荐，易导致数据不一致）。

• 链式复制：从节点可作为其他从节点的主节点，形成树状结构，减轻主节点压力。

• 复制超时：通过repl-timeout控制超时时间（默认60秒），超时后触发重同步。

7. 局限性

• 数据延迟：异步复制导致从节点数据可能滞后。

• 脑裂问题：主节点宕机后，若未及时切换，可能引发数据不一致（需配合Sentinel或Cluster解决）。

总结流程

1. 从节点发起连接，发送PSYNC命令。

2. 主节点根据复制ID和偏移量决定全量或部分同步。

3. 全量同步：生成RDB文件并传输，随后发送缓冲命令。

4. 部分同步：直接发送积压缓冲区中的增量命令。

5. 进入命令传播阶段，主节点持续推送写命令。