1、Redis主从架构作用

Redis的主从架构作用有以下：

（1）数据冗余，将数据热备份到从节点，即使主节点由于磁盘损坏丢失数据，从节点依然保留数据副本。

（2）读/写分离，可以由主节点提供写服务，从节点提供读服务，提高Redis服务整体吞吐量。

（3）故障恢复，主节点故障下线后，可以手动将从节点切换为主节点，继续提供服务。

（4）高可用基础，主从复制机制是Sentinel和Cluster机制的基础，Sentinel和Cluster都实现了故障转移，即主节点故障停止后，Redis负责选择一个从节点切换为主节点，继续提供服务。

2、主从复制流程

下面将主从复制流程分为三个阶段。

2.1、握手阶段

（1）握手阶段：主从连接成功后，从节点需要将自身信息（如IP地址、端口等）发送给主节点，以便主节点能认识自己。

2.2、同步阶段

（2）同步阶段：从节点连接主节点后，需要先同步数据，数据达到一致（或者只有最新的变更不一致）后才进入复制阶段。

Redis支持两种同步机制：

2.2.1、全量同步

全量同步：从节点发送命令PSYNC，要求进行全量同步，主节点返回响应+FULLRESYNC，表明同意全量同步。随后，主节点生成RDB数据并发送给从节点。这种方式常用于新的从节点首次同步数据。

具体步骤如下：

1）从服务器连接主服务器，发送SYNC命令；

2）主服务器接收到SYNC 后 ，响应，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；

3）主服务器BGSAVE执行完后，向所有从服务器发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令；

4）从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照；

5）主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令；

6）从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；

这种方式常用于新的从节点首次同步数据。

2.2.2、部分同步

也叫增量同步。

从节点发送命令 PSYNC runid offset，要求进行部分同步，主节点响应+CONTINUE，表明同意部分同步。主节点只需要把复制积压区中offset偏移量之后的命令发送给从节点即可（主节点会将执行的写命令都写入复制积压区）。这种方式常用于主从连接断开重连时同步数据。如果offset不在复制积压区中，那么主节点也会返回+FULLRESYNC，要求进行全量同步。

PSYNC执行过程中比较重要的概念有3个：runid、offset（复制偏移量）、复制积压缓冲区。

1. runid 每个Redis服务器都会有一个表明自己身份的ID。在PSYNC中发送的这个ID是指之前连接的Master的ID，如果没保存这个ID，PSYNC的命令会使用 PSYNC ? -1” 这种形式发送给Master，表示需要全量复制。

2. offset（复制偏移量） 在主从复制的Master和Slave双方都会各自维持一个offset。Master成功发送N个字节的命令后会将Master里的offset加上N，Slave在接收到N个字节命令后同样会将Slave里的offset增加N。 Master和Slave如果状态是一致的那么它的的offset也应该是一致的。

3. 复制积压缓冲区

   复制积压缓冲区是由Master维护的一个固定长度环形积压队列(FIFO队列)，它的作用是缓存已经传播出去的命令。当Master进行命令传播时，不仅将命令发送给所有Slave，还会将命令写入到复制积压缓冲区里面。

PSYNC执行过程：

如上图，PSYNC执行过程和SYNC的区别在于：salve连接时，判断是否需要全量同步，全量同步的逻辑过程和SYNC一样。

2.3、复制阶段

（3）复制阶段：主节点在运行期间，将执行的写命令传播给从节点，从节点接收并执行这些命令，从而达到复制数据的效果。Redis使用的是异步复制，主节点传播命令后，并不会等待从节点返回ACK确认。异步复制的优点是低延迟和高性能，缺点是可能在短期内主从节点数据不一致。

---

参考：

• https://blog.csdn.net/Seky_fei/article/details/106877329
• 《Redis核心原理与实践》