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Redis设计与实现3.1:主从复制

主从复制

这是《Redis设计与实现》系列的文章,系列导航:Redis设计与实现笔记

SLAVEOF

新旧复制功能

旧版复制功能

旧版复制功能的实现为 同步命令传播

当刚连上Master时,要做一次全同步:

sequenceDiagram participant Slave participant Master Slave->>Master: SYNC Master->>Master: BGSAVE Master->>Master: 记录此时的命令到缓冲区中 Master->>Slave: 发送RDB Master->>Slave: 发送命令缓冲区中的命令

之所以要用到缓冲区是因为,在主节点进行 BGSAVE 的过程中如果有命令执行,那么我们要把这些命令也记录下来。

之后,主从节点之间只用 命令传播 就可以做到同步了,也就是说主节点执行什么命令,从节点跟着执行。(当然,一些随机、时间类的函数会直接转换成定值)

旧版复制的缺陷

如果从节点断线后重新连接,旧版复制功能的效率很低,因为为了让从服务器补足一小部分的确实却要进行一次 SYNC 命令

为什么低效:

  1. 主节点 BGSAVE 要消耗大量的CPU、内存、IO资源
  2. 主节点发送需要消耗网络资源
  3. 从节点需要载入,且载入期间处于阻塞状态

新版复制功能

PSYNC 命令代替 SYNC。

PSYNC 具有 完整重同步部分重同步 两种模式,分别针对初次同步和重新同步两种场景。

复制功能的实现

复制的实现

复制的一些具体的细节,当进行复制时:

  1. 从服务器设置主服务器的地址和端口

    struct redisServer{
    //...
    char *masterhost;
    int masterport;
    //...
    }
    
  2. 建立套接字连接,并关联一个专门处理复制工作的文件事件处理器

  3. 发送 PING 命令,检查套接字和主服务器的状态是否正常
    image_lymtics

  4. 身份验证,主从必须配置一致且密码正确(如果有)才能通过验证

  5. 发送端口信息:主节点也得知道给从节点的哪个端口发消息,不是么

  6. 同步:干正事儿喽

    这里书上说:

    • 在同步操作执行之前,只有从服务器是主服务器的客户端,但是在执行同步操作之后,主服务器也会成为从服务器的客户端。
    • 正是因为主服务成为了从服务器的客户端,所以主服务器才能通过发送写命令来改变从服务器的数据库状态。

    我想了想,似乎一般确实都是客户端改变服务端的数据的,所以这么说倒也在理,但是服务端不是也可以给客户端发送数据么?所以这里可能和 Redis 的具体实现有关?

  7. 命令传播:进入了第二个阶段

如何部分重同步

要关注的三个部分:

  1. 复制偏移量:主从服务器都有复制偏移量,通过这个值判断主从是否处于一致状态

  2. 主服务器的复制积压缓冲区:保存执行命令的历史记录

    一个固定长度(默认1MB)的 FIFO 的队列,当主从不一致时可以计算并从中获取缺少的命令。

    由于固定长度,所以如果缺的多了就只能进行完整重同步了。

    大小一般设为 断连平均时间 * 每秒的命令数,安全起见再乘以2。

  3. 服务器的运行 ID

    毕竟只有 ID 一致同步才有意义,否则说明换主人了,那还是全同步吧

PSYNC的逻辑

graph LR; S(接收到SLAVEOF命令) --> A{第一次复制?} A --Y--> A1[发送PSYNC ? -1] --> E1(返回+FULLRESYNC &ltrunid> &ltoffset&gt) A --N--> A2[发送PSYNC &ltrunid&gt &ltoffset&gt] --> B{主服务器返回 +CONTINUE} B --N--> E1 B --Y--> E2[执行部分重同步]

主要是判断 是否是第一次复制是否是同一个主服务器,从而决定是部分重同步还是全同步。

上图没有展示的是,如果主服务器不支持 PSYNC,则返回 -ERR

心跳检测

心跳检测:在命令传播阶段,从服务器默认每秒发送一次心跳:REPLCONF ACK <replication_offset>

作用有三:

  1. 检测主从服务器的网络状态

  2. 辅助实现 min-slaves 配置选项

    min-slaves-to-write、min-slaves-max-lag 可以防止发生脑裂现象

  3. 通过 offset 检测命令是否丢失

posted @ 2022-04-28 15:39  樵仙  阅读(52)  评论(0编辑  收藏  举报