Redis主从数据同步原理的详解、以及优化方案
数据同步原理
1、全量同步的讲解：
主从第一次同步是全量同步：
- 第一阶段：
第一次连接的时候，slave需要执行一次replicaof命令来建立连接，连接一旦建立slave就可以向master发送请求，master会判断是不是第一次来，如果是第一次来，master向slave数据的版本信息。
- 第二阶段：
master执行bgsave，生成RDB文件。然后发送RDB文件·1发送给slave。slave清空本地的数据，加载RDB文件（此时slave中的内容和master中的内容并不完全一致，因为在执行bgsave的时候，master还会执行本该执行的命令）。然后master记录RDB期间的所有命令，存在master的缓冲区中（repl_baklog）。
- 第三阶段：
master发送repl_baklog中的命令。slave执行接收到的命令。
全量同步其实是比较消耗性能的，因为生成RDB的文件比较慢。
2、master是怎样知道这是第一次同步的？
这里会用到两个重要的概念
第一个概念：Replication Id：简称replid，是数据集的标记，id一致则说明是同一数据集。每一个master都有唯一的replid，slave则会继承master节点的replid
第二个概念：offset：偏移量，随着记录在repl_baklog中的数据增多而逐渐增大。slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset，说明slave数据落后于master，需要更新。
知道这两个概念以后就可以将上面的第一阶段换个表达方式：
slave发送请求的时候就需要带上replid offset ，slave在成为slave之前是master，所以他就有自己的psyncid，然后来以判断肯定就不一致，然后master就会返回master的replid和offest给slave，然后slave进行替换。
3、简述全量同步的流程：
- slave节点请求增量同步
- master节点判断replid，发现不一致，拒绝增量同步
- master将完整的内存数据生成RDB，发送RDB到slave
- slave清空本地的数据，加载master的RDB
- master将RDB期间的命令记录在repl_baklog，并持续将log中的命令发送给slave。
4、增量同步的讲解：
主从第一次同步时全量同步，但如果slave重启后同步，则执行增量同步
这里的offest是记录在repl_baklog中的哪个部分呢？
repl_baklog的本质是一个数组，（是一个环形数组）数组在记录慢之后会从零开始进行覆盖的记录，master记录的最新的位置在哪里 那个位置就是master的offest，同时slave也会做数据同步 它同步到哪个位置，那个位置就是slave的offest。它们之间的距离就是将要做同步的数据。
只要他们两个的差距别超过这个数组的上限，就可以将其中的数据进行同步做增量同步。
5、repl_backlog原理：
master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?
这就要说到全量同步时的repl_baklog文件了。
这个文件是一个固定大小的数组，只不过数组是环形，也就是说角标到达数组末尾后，会再次从0开始读写，这样数组头部的数据就会被覆盖。
repl_baklog中会记录Redis处理过的命令日志及offset，包括master当前的offset，和slave已经拷贝到的offset：
slave与master的offset之间的差异，就是salve需要增量拷贝的数据了。
随着不断有数据写入，master的offset逐渐变大，slave也不断的拷贝，追赶master的offset：
直到数组被填满：
此时，如果有新的数据写入，就会覆盖数组中的旧数据。不过，旧的数据只要是绿色的，说明是已经被同步到slave的数据，即便被覆盖了也没什么影响。因为未同步的仅仅是红色部分。
但是，如果slave出现网络阻塞，导致master的offset远远超过了slave的offset：
如果master继续写入新数据，其offset就会覆盖旧的数据，直到将slave现在的offset也覆盖：
棕色框中的红色部分，就是尚未同步，但是却已经被覆盖的数据。此时如果slave恢复，需要同步，却发现自己的offset都没有了，无法完成增量同步了。只能做全量同步。
repl_baklog大小有上限，写满后会覆盖最早的数据。如果slave断开的时间过长，导致无法实现增量同步，只能再次全量同步。（这个问题不能完全解决）
6、优化Redis主从集群：
- （提高全量同步的性能）：在master中启用repl-diskless-sync yes 启用无磁盘复制，避免全量同步时候的磁盘IO。
- （提高全量同步的性能）：Redis
- （减少全量同步次数）：适当提高repl_baklog的大小，发现slave宕机时尽快实现
- 限制一个master上的slave节点数量，如果实在太多slave，则可以采用主-从-从链式结构，减少master压力。
7、总结：
简述全量同步和增量同步区别？
- 全量同步：master将完整的内存数据生成RDB，发送RDB到slave。后续命令则记录在repl_baklog逐个发送给slave
- 增量同步：slave提交自己的offest到master，master获取repl_baklog中从offest之后的命令给slave
什么时候执行全量同步？
- slave节点第一次连接master节点时
- slave节点断开时间太久，repl_baklog中的offset已经被覆盖时
什么时候执行增量同步？
- slave几点断开又恢复，并且在repl_baklog中找到offset时。