《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： 

Python代码  

1. def serverCron():  
2.     # 服务器处于REDIS_REPL_CONNECT状态  
3.     if redisServer.repl_state == REDIS_REPL_CONNECT:  
4.         # 向master发起连接  
5.         connectWithMaster()  
6.     # 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： 

Python代码  

1. def processCommand(cmd, argc, argv):  
2.     # 处理命令  
3.     call(cmd, argc, argv)  
4.     # 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  
5.     if redisServer.update_key_space and len(redisServer.slaves) > 0:  
6.         replicationFeedSlaves(cmd, argc, argv)  
7.   
8. def replicationFeedSlaves(cmd, argc, argv):   
9.     # 把变更命令发送给每一个处于：REDIS_REPL_WAIT_BGSAVE_END状态的slave节点  
10.     for slave in redisServer.slaves:  
11.         if slave.replstate == REDIS_REPL_WAIT_BGSAVE_START:  
12.             continue  
13.         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；