Redis复制

持久化是复制的基础。复制技术使得读写操作分散到独立的服务器上。类似于读写锁。

复制方式

两种复制方式：一种是主（master）-从（slave）模式(星型拓扑)，一种是从（slave）-从（slave）模式(有向无环)：

通过配置多个Redis实例独立运行、定向复制，形成Redis集群。master负责写、slave负责读。

复制的优点

1、高可用。
2、高性能。在Redis集群中，master负责写，slave负责读。
3、水平扩展性。通过增加slave机器可以横向（水平）扩展Redis的查询服务能力。

复制的缺点

1. 数据一致性问题。如何保证master服务器写入的数据能够及时同步到slave机器上。
2. 编程复杂。如何在客户端实现读写分离。

复制的实时性和数据一致性矛盾。更好的一致性方案通常会损失性能，降低吞吐量和服务能力。

从2.6版本开始，支持对slave的只读模式的配置，默认对slave的配置也是只读。

主从复制（全量复制）

通过主从复制，多个slave拥有和master相同的数据库副本。

主从复制的特点：
1 master可以有多个slave。
2 slave可以连接其他slave，形成图状结构。
3 Redis使用异步复制。从2.8开始，slave每秒发起一个Ack来确认复制流的处理进度。
4 主从复制不会阻塞master。slave在执行首次同步的时候可以使用旧数据集提供查询；也可以配置为当Master与slave失去联系时，让Slave返回客户端错误提示。
5 当slave要删掉旧的数据集，并重新加载新版数据时，slave会阻塞连接请求（一般发生在与Master断开重连后的恢复阶段）
6 主从复制可以提高系统的可伸缩性，用slave专门处理client的读请求，比如sort操作可以使用slave来处理。也可以做简单的数据冗余。
7 master禁用数据持久化，只在slave上开启数据持久化。

主从复制的过程：

1 如果设置了slave，无论是第一次连接还是重连到Master，slave建立和master的连接后，它都会发出SYNC命令；
2 当Master收到SYNC命令之后，会做两件事：
a) Master执行BGSAVE，即在后台保存数据到磁盘（rdb快照文件）。
b) Master同时将新收到的写入和修改数据集的命令存入缓冲区（非查询类）。
3 当Master在后台把数据保存到快照文件完成之后，Master会把这个快照文件传送给slave，而slave把内存清空后，加载该文件到内存中。
4 Master也会把这期间收集到缓冲区中的命令，通过Reids命令协议形式转发给slave，slave执行这些命令，实现和Master的同步。从master到slave的同步数据的命令和从client发送的命令使用相同的协议格式。
5 Master/slave此后会不断通过异步方式进行命令的同步，达到最终数据的一致。
6 需要注意的是Master和slave之间一旦发生重连都会引发全量同步操作。但在2.8之后版本，也可能是部分同步操作。
7 如果master同时收到多个slave发来的同步连接命令，只会启动一个进程来写rdb快照文件，然后发送给所有slave。

配置slave服务器：
slaveof 192.168.100.2 6379 #指定master的ip和端口

增量复制

全量复制过程中，slave和master断开后、slave和master重新连接上，需要全量复制，这个策略是不友好的，从2.8开始，Redis提供了增量复制的机制：

master除了备份RDB文件之外，还会维护一个环形队列，以及环形队列的写索引和slave同步的全局offset，环形队列存储最新的操作数据，当slave和maste断开重连之后，会把slave维护的offset，也就是上次同步到哪里的这个值告诉master，同时会告诉master上次和当前slave连接的master的runid，满足下面两个条件，Redis不会全量复制：

1. slave传递的run id和master的run id一致。
2. master在环形队列上可以找到offset的值。

满足上面两个条件，Redis就不会全量复制。

增量复制是由psync命令实现的，slave通过psync命令让Redis进行增量复制，当然最终是否能够增量复制取决于环形队列的大小和slave的断线时长以及重连的master是否是之前的master。

Redis同时也提供了当没有slave需要同步的时候，多久可以释放环形队列。repl-backlog-ttl 3600。

增量复制

混合复制

Redis4.0支持rdb和aof混合的复制方式。

免持久化复制(实验功能)

免持久化机制叫做Diskless Replication，前面基于RDB快照文件写磁盘的方式可以看出，Redis必须先把RDB文件写入磁盘，再进行网络传输。免持久化复制是通过网络直接把RDB文件传送给slave。在Redis2.8.18版本开始支持。
repo-diskless-sync no
为了让后续的slave能够尽量赶上本次复制，参数repl-diskless-sync-delay指定复制开始的时间延迟。

半同步复制

和MySQL复制策略类似，Redis复制是异步的，但也提供了半同步的复制策略，半同步复制策略的语义是：在maste接受写操作的时候，只有当一定时间间隔内，至少有N台slave在线，否则写入无效。

上面功能的实现基于Redis下面特性：

1. slaves每秒钟会ping一次master，告诉master当前slave复制到哪里了。
2. master会记住每个slave复制到哪里了。

通过下面配置来指定时间间隔和N这个值：
min-slaves-to-write
min-slaves-max-lag
当配置了上面两个参数之后，如果写操作没有满足上面的两个条件，那么master会报错，并且将本次写操作视为无效。这有点像CAP理论中的“C”，即一致性实现，虽然半同步策略不能完全保证master和slave的数据一致性，但是相对减少了不一致性的窗口期。

参考

浅析 Redis 复制