池田依来沙（女神(〃'▽'〃)）
Redis入坑第二步，也是学起来有点吃力的内容。在分布式系统中为了解决单点问题，经常会把数据复制多个副本部署到其他机器上，实现负载均衡和故障恢复等需求。Redis也提供了复制功能，实现相同数据的多个副本。复制功能是Redis很常用、很重要的基础，学习研究吃透复制原理，对Redis的使用以及日后开发运维都有很大的帮助。（参考付磊、张益军两位大神的《Redis开发与运维》）
复制过程
主从节点复制流程图.jpg
1、保存主节点（Master）信息
执行slaveof命令后从节点只保存主节点的地址信息便直接返回了，这时建立复制流程还没有开始。
2、从节点（Slave）内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑，当定时任务发现存在新的节点后，会尝试与该节点建立网络连接。
从节点与主节点建立socket连接
从节点会建立一个socket（如图中的127.0.0.1:6379套接字），专门用于接受主节点发送的复制命令。
当然，如果无法建立连接，定时任务会无限重试直到连接成功或者执行slaveof no one取消复制。
3、发送ping命令
连接建立成功后从节点发送ping请求进行首次通信，ping请求的主要目的是：
- 检测主从节点之间socket是否可用
-
检测主从节点当前是否可接受处理命令
如果发送ping命令后，从节点没有收到主节点的pong回复或者超时，比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令，从节点会断开复制连接，下次定时任务会发起重连。如下图
主从节点建立连接过程
从节点发送ping命令过程
4、权限验证。
如果主节点设置了requirepass参数，则需要密码验证，从节点必须配置masterauth参数保证与主节点相同的密码才能通过验证。如果验证失败复制将终止，从节点重新发起复制流程。
5、同步数据集。
主从复制连接正常通信后，对于首次建立复制的场景，主节点会把持有的数据全部发送到从节点，这部分操作是耗时最长的步骤。
PS.Redis在2.8之后采用了新复制命令psync进行数据同步，原来的sync命令依然支持。新版同步分为：全量同步和部分同步
6、命令持续复制。
当主节点把当前的数据同步到从节点后，便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点，保证主从数据一致性。
数据同步
Redis在2.8及以上版本使用psync命令完成主从数据同步，同步过程分为：全量复制和部分复制。
psync命令运行需要以下组件支持：
- 主从节点各自复制偏移量
- 主节点复制积压缓冲区
- 主节点运行id
1、复制偏移量
参与复制的主从节点都会维护自身复制偏移量。主节点（master）在处理完写入命令后，会把命令的字节长度做累加记录，统计信息在info replication中的master_repl_offset指标中。
从节点（slave）每秒钟上报自身的复制偏移量给主节点，因此主节点也会保存从节点的复制偏移量。从节点在接收到主节点发送的命令后，也会累加记录自身的偏移量。其统计信息在info replication中的slave_repl_offset指标值中。
所以我们可以通过对比主从节点的复制偏移量，来判断主从节点数据是否一致。计算master_repl_offset-slave_repl_offset字节量，判断相差的数据量。如果相差不大，则说明复制比较健康，反之，则可能出现网络延迟或命令阻塞。
2、复制积压缓冲区
复制积压缓冲区是保存在主节点上的一个固定长度的队列，默认大小为1MB。
当主节点有连接的从节点时，主节点（master）响应写命令时，不但会把命令发送给从节点，还会写入复制积压缓存区。
由于缓冲区本质上是先进先出的定长队列，所以能实现保存最近已复制数据的功能，用于部分复制和复制命令丢失的数据补救。
3、主节点运行ID
每个Redis节点启动后都会动态分配一个40位的十六进制字符串作为运行ID。运行ID的主要作用是用来唯一识别Redis节点，比如从节点保存主节点的运行ID识别自己正在复制的是具体哪个主节点。
如果使用ip+port方式识别主节点，那么主节点重启变更了整体数据集（如替换RDB/AOF文件），从节点再基于偏移量复制数据将会不安全，所以当运行ID变化后从节点将做全量复制。（全量复制等具体会在下一节讲解）
4、psync命令
前面有讲到Redis 2.8之后同步使用psync命令，但也支持sync命令，不过建议使用psync命令和Redis 2.8以上版本。
命令格式：pysnc {runId} {offset}
- runId: 从节点所复制主节点的运行id
- offset:当前从节点已复制的数据偏移量
psync运行流程
如上图所示，具体流程为：
- 从节点（slave）发送psync命令给主节点（master），参数runId是当前从节点保存的主节点运行ID，如果没有则默认为？，参数offset是当前从节点保存的复制偏移量，如果是第一次参与复制则默认为-1.
- 主节点（master）根据psync参数和自身数据情况决定响应结果：
1）如果回复+FULLRESYNC {runId} {offset}，则说明触发全量复制流程
2）如果回复+CONTINUE，则说明触发部分复制流程
3）如果回复-ERR，说明Redis版本低于2.8，psync命令识别不了，从节点将会发送旧版的sync命令触发全量复制。
小结
写这个入门博客的同时，我也在学习研究，文中有很多内容是借鉴学习书籍和其他博客的，有些偏理论性，接下来的博客会尽量用些代码实例、比喻例子，希望这个入门博客既能总结自己学习成果，又能分享给大家一些知识。接下来，要更加努力，加把劲！
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