Redis主从结构数据同步分析

        Redis主从结构有两种部署方式，如下：

        一主多从的模式是使用最多的模式，通常搭建哨兵或者集群都采用这种方式，但是这种方式主节点复制压力较大，尤其是全量同步的时候。

        级联结构使用情况相对较少，这种结构中间节点是从节点的同时，又是下级的父节点，缓解了主节点复制压力。

        主从同步分为两种，一个是全量同步，一个是增量同步。

1、SYNC（全量同步）

        从服务器向主服务器发送 sync 命令。
        收到 sync 命令后，主服务器执行 bgsave 命令，用来生成 rdb 文件，并在一个缓冲区中记录从现在开始执行的写命令。
        bgsave 执行完成后，将生成的 rdb 文件发送给从服务器，用来给从服务器更新数据。
        主服务器再将缓冲区记录的写命令发送给从服务器，从服务器执行完这些写命令后，此时的数据库状态便和主服务器一致了。
        SYNC同步过程其实是非常耗时的，耗费IO资源、网络资源。所以2.8版本之后，又新增了PSYNC方式。

2、PSYNC（增量同步）

        PSYNC分为全量同步和部分同步两种。

        如果是初次同步，那跟SYNC是一样的。但是对于断线重连的情况，满足条件的情况下，可以实现只同步断线期间的数据。

        所以PSYNC的部分同步可以提高同步效率。

        那么“满足条件”主要是指偏移量比较满足条件，下面对具体情况进行说明。

复制偏移量

        执行复制的主从服务器都会分别维护各自的复制偏移量：

        主服务器每次向从服务器传播 n 个字节数据时，都会将自己的复制偏移量加 n。

        从服务器接受主服务器传来的数据时，也会将自己的复制偏移量加 n

举个例子：

        若当前主服务器的复制偏移量为 10000，此时向从服务器传播 30 个字节数据，结束后复制偏移量为 10030。

        这时，从服务器还没接收这 30 个字节数据就断线了，然后重新连接上之后，该从服务器的复制偏移量依旧为 10000，说明主从数据不一致，此时会向主服务器发送 psync 命令。

复制积压缓冲区

        Redis复制积压缓冲区是一个固定长度的队列，默认1MB。

        当主节点进行命令传播的时候，也会将数据保存至缓冲区一份，当空间用完后，那么最先保存的数据就会被丢弃。

        当主节点接到从节点psync命令后，查看从节点的复制偏移量，例如当前主节点缓冲区存储的偏移量范围为1000到1200，如果从节点传过来的偏移量是1100，那么主节点就可以将1101到1200的数据同步至从节点；但是如果从节点传过来的偏移量是900，那么说明缓冲区的数据已经无法保证数据一致性了，此时需要进行全量数据同步。

RUN ID

        run id意思是主节点运行时的id，当从节点连接到主节点后，主节点会将自己的运行id发送至从节点，从节点保存。

        当主节点发现从节点传过来的run id与自己的id不一致时，说明从节点是从其他主节点切换过来的，那么也需要进行全量数据同步。

心跳检测

        当完成了同步之后，从服务器会以每秒 1 次的频率，向主服务器发送命令：REPLCONF ACK  其中 replication_offset 是从服务器当前的复制偏移量。以此来实现数据同步。