redis如何實現主從數據的同步

Redis的主從同步機制能夠確保redis的master和slave之間的數據同步。按照同步內容的多少能夠分爲全同步和部分同步；按照同步的時機能夠分爲slave剛啓動時的初始化同步和正常運行過程當中的數據修改同步；本文將對這兩種機制的流程進行分析。

全備份過程當中，在slave啓動時，會向其master發送一條SYNC消息，master收到slave的這條消息以後，將可能啓動後臺進程進行備份，備份完成以後就將備份的數據發送給slave，初始時的全同步機制是這樣的：

（1）slave啓動後向master發送同步指令SYNC，master接收到SYNC指令以後將調用該命令的處理函數syncCommand（）進行同步處理；

（2）在函數syncCommand中，將調用函數rdbSaveBackground啓動一個備份進程用於數據同步，若是已經有一個備份進程在運行了，就不會再從新啓動了。

（3）備份進程將執行函數rdbSave（）完成將redis的所有數據保存爲rdb文件。

（4）在redis的時間事件函數serverCron（redis的時間處理函數是指它會定時被redis進行操做的函數）中，將對備份後的數據進行處理，在serverCron函數中將會檢查備份進程是否已經執行完畢，若是備份進程已經完成備份，則調用函數backgroundSaveDoneHandler完成後續處理。

（5）在函數backgroundSaveDoneHandler中，首先更新master的各類狀態，例如，備份成功仍是失敗，備份的時間等等。而後調用函數updateSlavesWaitingBgsave，將備份的rdb數據發送給等待的slave。

（6）在函數updateSlavesWaitingBgsave中，將遍歷全部的等待這次備份的slave，將備份的rdb文件發送給每個slave。另外，這裏並非當即就把數據發送過去，而是將爲每一個等待的slave註冊寫事件，並註冊寫事件的響應函數sendBulkToSlave，即當slave對應的socket可以發送數據時就調用函數sendBulkToSlave（），實際發送rdb文件的操做都在函數sendBulkToSlave中完成。

（7）sendBulkToSlave函數將把備份的rdb文件發送給slave。

上述函數調用過程以下圖1所示：

圖1 redis全備份時master部分的的函數調用過程

2、數據修改操做的同步

Redis的正常部署中通常都是一個master用於寫操做，若干個slave用於讀操做，另外按期的數據備份操做也是單獨選址一個slave完成，這樣能夠最大程度發揮出redis的性能。在部署完成，各master\slave程序啓動以後，首先進行第一階段初始化時的全同步操做，全同步操做完成以後，後續全部寫操做都是在master上進行，全部讀操做都是在slave上進行，所以用戶的寫操做須要及時擴散到全部的slave以便保持數據最大程度上的同步。Redis的master-slave進程在正常運行期間更新操做（包括寫、刪除、更改操做）的同步方式以下：

（1）master接收到一條用戶的操做後，將調用函數call函數來執行具體的操做函數（此過程可參考另外一文檔《redis命令執行流程分析》），在該函數中首先經過proc執行操做函數，而後將判斷操做是否須要擴散到各slave，若是須要則調用函數propagate（）來完成此操做。

（2）propagate（）函數完成將一個操做記錄到aof文件中或者擴散到其餘slave中；在該函數中經過調用feedAppendOnlyFile（）將操做記錄到aof中，經過調用replicationFeedSlaves（）將操做擴散到各slave中。

（3）函數feedAppendOnlyFile（）中主要保存操做到aof文件，在該函數中首先將操做轉換成redis內部的協議格式，並以字符串的形式存儲，而後將字符串存儲的操做追加到aof文件後。

（4）函數replicationFeedSlaves（）主要將操做擴散到每個slave中；在該函數中將遍歷本身下面掛的每個slave，以此對每一個slave進行以下兩步的處理：將slave的數據庫切換到本操做所對應的數據庫（若是slave的數據庫id與當前操做的數據id不一致時才進行此操做）；將命令和參數按照redis的協議格式寫入到slave的回覆緩存中。寫入切換數據庫的命令時將調用addReply，寫入命令和參數時將調用addReplyMultiBulkLen和addReplyBulk，函數addReplyMultiBulkLen和addReplyBulk最終也將調用函數addReply。

（5）在函數addReply中將調用prepareClientToWrite（）設置slave的socket寫入事件處理函數sendReplyToClient（經過函數aeCreateFileEvent進行設置），這樣一旦slave對應的socket發送緩存中有空間寫入數據，即調用sendReplyToClient進行處理。

（6）函數sendReplyToClient（）的主要功能是將slave中要發送的數據經過socket發出去。

圖二、redis操做過程當中數據同步的函數調用關係

圖中的序號表示調用的前後關係，同級之間的序號纔有意義。