《Redis源码学习笔记》主从复制

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主从复制简单来说就是把一台redis数据库中的数据同步到另一台redis数据库，并且按照数据流向，数据的发送者我们称作master，数据的接受者我们称作slave（master/slave的划分并不是那么一定的，譬如B可以作为A的slave，但同时也可以作为C的master），下面就从slave和master的角度分别说明主从复制流程。

首先是slave端，对于slave端来说，主从复制主要经历四个阶段：

第一阶段：与master建立连接
第二阶段：向master发起同步请求（SYNC）
第三阶段：接受master发来的RDB数据
第四阶段：载入RDB文件

下面我们就通过一个图来概述在每一个阶段中，slave究竟做了些什么：



关于上图，有一点说明下：redis接收到slaveof master_host master_port命令后并没有马上与master建立连接，而是当执行服务器例行任务serverCron，发现自己正处于REDIS_REPL_CONNECT状态，这时才真正的向maser发起连接，伪代码：

def serverCron():
	# 服务器处于REDIS_REPL_CONNECT状态
	if redisServer.repl_state == REDIS_REPL_CONNECT:
		# 向master发起连接
		connectWithMaster()
	# 其他例行任务（省略）...

接着我们来看下主从复制过程中，master这边的流程是如何，在具体看细节之前，我们先综合来看master这边主要做的几件事情：



看完这个图，你也许会有以下几个疑问：

1. 为什么在master发送完RDB文件后，还要定期的向slave发送PING命令？
2. 在发送完RDB文件之后，master发送的“变更”命令又是什么，有什么用？

在回答问题之前1，我们先回答问题2：
master保存RDB文件是通过一个子进程进行的，所以master依然可以处理客户端请求而不被阻塞，但这也导致了在保存RDB文件期间，“键空间”可能发生变化（譬如接收到一个客户端请求，执行"set name diaocow"命令），因此为了保证数据同步的一致性，master会在保存RDB文件期间，把接受到的这些可能变更数据库“键空间”的命令保存下来，然后放到每个slave的回复列表中，当RDB文件发送完master会发送这些回复列表中的内容，并且在这之后，如果数据库发生变更，master依然会把变更的命令追加到回复列表发送给slave，这样就可以保证master和slave数据的一致性！相关伪代码：

def processCommand(cmd, argc, argv):
	# 处理命令
	call(cmd, argc, argv)
	# 如果该命令造成数据库键空间变化and当前redis是一个master，则同步变更命令
	if redisServer.update_key_space and len(redisServer.slaves) > 0:
		replicationFeedSlaves(cmd, argc, argv)

def replicationFeedSlaves(cmd, argc, argv): 
	# 把变更命令发送给每一个处于：REDIS_REPL_WAIT_BGSAVE_END状态的slave节点
	for slave in redisServer.slaves:
		if slave.replstate == REDIS_REPL_WAIT_BGSAVE_START:
			continue
		slave.updateNotify(cmd, argc, argv)

由于在发送完RDB文件之后，master会不定时的给slave发送“变更”命令，可能过1s，也可能过1小时，所以为了防止slave无意义等待（譬如master已经挂掉的情况），master需要定时发送“保活”命令PING，以此告诉slave：我还活着，不要中断与我的连接

现在我们就看下，当master接受到slave发送的sync同步命令后究竟发生了哪些事：


上图看似分支复杂，但我们抓住以下几点即可：

1.保存RDB文件是在一个子进程中进行的；
2.如果master已经在保存RDB文件，但是没有客户端正在等待这次BGSAVE，新添加的slave需要等到下次BGSAVE，而不能直接使用这次生成的RDB文件（原因图中已经说明）
3.master会定期检查RDB文件是否保存完毕（时间事件serverCron）；

接下来我们看下，master是如何给每一个slave发送RDB文件的：



好了，至此我们已经分析完在主从复制过程中，master和slave两边分别是怎么一个处理流程;最后，我绘制了一个图，综述了主从复制这一过程（我们可以边看图，边回忆其中的具体细节）：



PS：在主从复制过程中，任何一步发生错误，都会导致整个过程重头开始，所以若RDB文件很大又或是此时正处在业务高峰期，对系统性能将会有非常大的影响！

总结：
1. 了解主从复制master和slave的概念；
2. 了解主从复制执行过程，特别是其中关键的几步；
3. 了解目前主从复制过程中尚存的不足之处；