Redis 的主从同步(复制)
Redis 的主从同步(复制)
Redis 的主从同步(复制)
什么是主从同步(复制)
假设有两个 redis 实例 ⇒ A 和 B
B 实例的内容与 A 实例的内容保持同步
那么称 A 实例是主数据库,B 实例是从数据库
这个过程称为主从同步
为什么要使用主从同步(复制)
- 防止发生单点故障
- 扩展内存
如何开启/关闭主从同步
开启同步
- 配置文件中加入
slaveof 主数据库地址 主数据库端口
- 在命令行中执行上述命令
redis> slaveof 主数据库地址 主数据库端口
- 在开启从服务器时执行命令
$ reids-server --port 6380 --slaveof 主数据库地址 主数据库端口
关闭同步,并成为主数据库
redis> slaveof no one
原理(实现)
复制分为连接建立,数据同步(sync)和命令传播(command propagate)三个阶段
连接建立这里不说,与复制原理无关
下面主要讲数据同步与命令传播两个阶段
redis 从 2.8 版本之后优化了复制功能,咱们先从旧版本的复制说起:
旧版复制过程
步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
---|---|---|
同步流程 | ||
1 | 向主服务器发送 SYNC 命令 | |
2 | 收到 SYNC 命令,执行 BGSAVE 生成 RDB 文件 | |
3 | 使用缓冲区记录从现在的写命令 | |
4 | 将生成的 RDB 文件发送给从服务器 | |
5 | 将缓冲区内的写命令发给从服务器 | 接收并载入 RDB 文件 |
6 | 接收并执行主服务器发送来的写命令 | |
命令传播流程 | ||
1 | 发送客户端发过来的写命令 | |
2 | 执行主服务器发送过来的写命令 | |
断线重连 | 与同步流程一致 | 与同步流程一致 |
经过上述步骤之后主从服务器的状态可以始终保持一致。
细心的读者已经发现了旧版复制的一些问题:
断线重连需要重新走一次同步的流程,而同步流程中的主服务器生成 RDB 文件和从服务器执行 RDB 文件都是特别密集的 IO 操作,这会让断线重连的成本很高
于是从 2.8 版本之后,redis 使用了新的技术来防止重新执行同步流程
新版复制过程
步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
---|---|---|
完整同步流程 | ||
1 | 向主服务器发送 PSYNC 命令 | |
2 | 收到 PSYNC 命令,执行 BGSAVE 生成 RDB 文件 | |
3 | 使用缓冲区记录从现在的写命令 | |
4 | 接收并执行主服务器发送来的写命令 | |
5 | 将缓冲区内的写命令发给从服务器 | 接收并载入 RDB 文件 |
6 | 将生成的 RDB 文件发送给从服务器 | |
命令传播流程 | ||
1 | 发送客户端发过来的写命令 | |
2 | 执行主服务器发送过来的写命令 | |
断线重连过程 | ||
1 | 发送 PSYNC 命令 | |
2 | 向从服务器发送断线过程中的写命令 | |
3 | 执行写命令 |
新版复制经过上述步骤,也可以实现主从数据库状态的一致。
在断线重连过程中,只需要重新执行断线过程中未同步的命令即可,这样就比旧版的复制节省了很多 IO 操作
那么这个断线重连的是怎么实现的呢?
部分重同步(断线重连)的实现
redis 的部分重同步借助了4个变量:
- 服务器的运行 ID (run ID)
- 当实例重启时,会生成40个随机的十六进制字符
- 主服务器的复制积压缓冲区(replication backlog)
- 主服务器每将一个命令传送给从数据库,都会将命令放到一个积压队列(固定长度的循环队列)中
- 主服务器的复制偏移量(replication offset)
- 主服务器将命令放到积压队列中时,会记录下当前命令的偏移量,并发送给从服务器
- 从服务器的复制偏移量
- 从服务器接收到主服务器发送过来的命令与偏移量
也许将这4个变量列出来之后,有读者就可以直接想象出来是怎么实现的了,对,没错,就是这么实现的
过程:
部分重同步流程
步骤 | 主服务器 | 从服务器 |
---|---|---|
1 | 发送命令 PSYNC 主数据库的运行ID 断开前最新的命令偏移量 | |
判断 1. 运行ID是否能够对应 2. 断开前最新的命令偏移量是否在队列中 满足上述条件可以执行部分重同步,否则执行完全同步 | ||
2 | 发送给从数据库偏移量之后的命令 | |
3 | 执行命令 |
总结
redis 在很多细节上优化了性能,主从同步(复制)的优化只是其中的一方面。
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