複製簡介
Redis 作爲一門非關係型數據庫，其複製功能和關係型數據庫(MySQL)來說，功能其實都是差不多，無外乎就是實現的原理不同。Redis 的複製功能也是相對於其他的內存性數據庫(memcached)所具備特有的功能。
Redis 複製功能主要的作用，是集羣、分片功能實現的基礎；同時也是 Redis 實現高可用的一種策略，例如解決單機併發問題、數據安全性等等問題。
服務介紹
在本文環境演示中，有一臺主機，啓動了兩個 Redis 示例。
| 角色 | IP | 端口號 | 密碼 |
|---|---|---|---|
| 從服務 | 192.168.2.102 | 6380 | 6380 |
| 主服務 | 192.168.2.102 | 6379 | 6379 |
實現方式
Redis 複製實現方式分爲下面三種方式:
1. 服務啓動時配置
該方式通過在啓動 Redis 服務時，通過命令行參數，進行啓動主從複製功能。該方式的弊端是不能實現配置持久化，當服務停掉之後，啓動服務時，需要添加相同的命令參數。
1.1 master 服務器事先在 redis.confg 增加 requirepass 項。
requirepass 6379
1.2 啓動從服務器。
redis-server --port 6380 --replicaof 192.168.2.102 6379
2. 命令行配置
該方式通過使用 redis-cli 進入操作行界面，進行配置。該方式的弊端是不能實現配置持久化，當服務停掉之後，啓動服務需要執行同樣的命令。
2.1 master 服務器執行。
127.0.0.1:6379> config set requirepass 6379
OK
2.2 從服務器執行。
127.0.0.1:6380> replicaof 192.168.2.102 6379
OK
127.0.0.1:6380> config set masterauth 6379
OK
3. 配置文件配置
該方式是通過 redis.conf 配置文件進行設置，能夠實現配置的持久化，是一種推薦使用的方式。
3.1 配置主服務器，redis.config。
requirepass 6379
3.2 配置從服務器，redis.config。
masterauth 6379
replicaof 192.168.2.102 6379
4.配置說明
1.masterauth：設置 redis.confi 連接密碼，如果設置了該值。其他客戶端在連接該服務器時，需要添加密碼纔可以訪問。
2.requirepass：設置主服務器的連接密碼，和 1 中 masterauth 一致。
3.replicaof：從服務器連接到服務器的 IP 地址+端口號。
效果測試
1.主服務器添加數據。
2.從服務器獲取數據。
實現原理
// uml圖
@startuml
從服務器->主服務器: 1.保存配置
從服務器->主服務器: 2.建立socket連接
從服務器->主服務器: 3.發送ping命令
從服務器->主服務器: 4.權限驗證
從服務器->主服務器: 5.同步數據
從服務器->主服務器: 6.持續複製數據
@enduml
主從複製主要實現的一個流程如上圖：
1.第一步，從服務器保存主服務器的配置信息，保存之後待從服務器內部的定時器執行時，就會觸發複製的流程。
2.第二步，從服務器首先會與主服務器建立一個socket套字節連接，用作主從通信使用。後面主服務器發送數據給從服務器也是通過該套字節進行。
3.第三步，socket套字節連接成功之後，接着發送鑑權ping命令，正常的情況下，主服務器會發送對應的響應。ping命令的作用是爲了，保證socket套字節是否可以用，同時也是爲了驗證主服務器是否接受操作命令。
4.第四步，接着就是鑑權驗證，判斷從節點配置的主節點連接密碼是否正確。
5.第五步，鑑權成功之後，就可以開始複製數據了。主服務器此時會進行全量複製，將主服務的數據全部發給從服務器，從服務器保存主服務器發送的數據。
6.接下來就是持續複製操作。主服務器會進行異步複製，一邊將寫的數據寫入自身，同時會將新的寫命令發送給從服務器。
實現策略
Redis主從複製主要分爲三種弄策略方式，不同的策略方式都是針對不同的場景下進行使用。三種場景方式分別如下:
1.全量複製。全量複製用在主從複製剛建立時或者從切主服務器時，從服務器沒有主服務器的數據，主服務器會將自身的數據通過rdb文件方式發送給從服務器，從服務器會清空自身數據，接着將主服務器發送的數據加載到自身中。
// uml圖
@startuml
從服務器->主服務器: 1.psync ? -1
主服務器->從服務器: 2.fullsync runid offset
從服務器: 3.保存 runid offset
主服務器: 4.執行bgsave生成rdb
主服務器->從服務器: 5.發送rdb
從服務器: 6.清空自身老數據
從服務器: 7.加載主服務器數據
@enduml
2.部分複製。部分複製用在一些異常情況下，例如主從延遲、從服務宕機之後重新啓動接收主服務器發送的部分數據。
部分複製的實現主要依賴於複製緩存區、主服務的runid、主從服務器各自的複製偏移量(offset)。
複製緩存區：主服務在接收寫命令時，會將命令寫入緩存區，以便從服務器在異常情況下，減少數據的丟失。當從服務器正常連接之後，主服務器會將緩存區內的數據發送給從服務器。這裏的緩存區是一個長隊列。
主服務器runid：主服務器會在每次服務啓動之後，會生成一個唯一的ID，作爲自身標識。從服務器會將該標識保存起來，發送部分複製命令時，會使用該runid。
psync runid offset
主從複製各自偏移量：主從服務在建立複製之後，都會有自身的偏移量。從節點會每秒鐘發送自身複製的偏移量給從節點，主節點在發送寫命令之後，從節點也會增加自身的複製偏移量。主節點在每次進行了寫命令之後，也會增加自身的偏移量。這裏的偏移量是通過命令的字節長度累加計算。
3.異步複製。異步複製是針對主從建立複製關係之後，主從服務器持續保持複製關係。
場景問題
1.數據安全。
// 從服務器只讀
replica-read-only yes
// 從服務器連接密碼
masterauth
2.數據延遲。默認的情況下主節點存在新數據不會立即發送給從服務器，如果開啓，則會理解發送給從服務器。默認的時間拒絕與Linux內核。
// 複製延遲
repl-disable-tcp-nodelay yes
3.主從節點連接狀態。
主從節點一旦建立連接之後，會定時模擬成對方的客戶端，檢測對方的服務狀態。主節點可以通過設置repl-ping-replica-period配置參數進行設置。默認的頻率是10s。
從節點咋執行replconf ack {offsetid}時，也會將自身的複製偏移量發送給主服務器，主服務根據偏移量進行判斷數據延遲。存在數據延遲就會從複製積壓緩衝區的數據匯中，將對應的數據補發給從節點。
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