为什么需要主从同步

生产环境中，如果redis只有一台机器是一件很危险的事情，如果出现机器宕机服务将处于不可用状态，此时需要对挂掉的节点进行重启和等待数据恢复后，服务方可继续对外使用，

如果有了主从以后，当主节点挂掉后，运维将从节点升级为主节点即可继续对外提供服务，可以省去中间的恢复原本主节点的时间，提高了可用性。

CAP 与 最终一致

CAP是分布式系统的理论基石，C 代表 一致性 (Consistent)、A 代表 可用性 (Availability) 、P (Partition tolerance) 代表 分区容忍性，

分布式系统一般都是在不同的机器上通过网络进行交互，但是网络一般都会有断开的风险，网络断开的场景一般称之为 网络分区 。

当网络分区发生时，两个分布式节点无法通过网络进行通信，对其中一个节点的修改操作无法同步到另一个节点中，因为两个节点中的数据不同，所以此时数据的 一致性 无法满足，

如果要满足一致性，那么这个时候就需要暂停分布式节点对外的服务，等待网络分区恢复，两个节点正常通信数据保持一致后，再对外提供服务，但此时的 可用性 将无法满足，

因此CAP的概述其实就是，网络分区发生时，一致性和可用性两难全。

Redis的最终一致性

redis的主从节点之间，数据是异步同步的，所以分布式的redis系统并不符合一致性的要求，即使主从断开连接，主节点依旧可以正常对外提供服务，所以redis符合的是可用性。

redis保证最终一致性，从节点会努力追赶主节点的数据，最终在某个时间数据将和主节点相同，如果发生网络分区，主从数据不一致，当网络恢复后，从节点将会通过多种同步策略保证与主节点数据一致。

同步方式

redis持久化有两种方式，一种是全量持久化，一种是增量持久化，节点之间同步也是两种，即全量同步与增量同步。

Redis从节点与主节点建立通信进行数据同步，这种模式称之为主从同步，不过为了减轻主节点一对过多的节点，可能会产生很大的压力，redis也支持从从同步，以此减轻主节点的压力。

增量同步

与增量备份类似，增量同步也是将对redis具有修改性的指令进行存储，只是备份存到了AOF日志中，而同步是存在本地的内存buffer(一个定长的环形数组，如下图)中，然后异步将buffer中的指令同步到从节点，

从节点一边执行同步的指令流来达到和主节点一样的状态，一边向主节点反馈自己同步到了什么位置(偏移量)，

buffer的内存空间是有限的，无限的指令不会一直存在有限的buffer中，如果buffer数组满了，将会从头开始覆盖前面的内容，

如果因为网络状况不好，从节点短期内无法和主节点进行同步，当网络状况恢复时，buffer中没有被同步的指令很有可能已经被后续的指令覆盖了，从节点无法通过指令流来进行同步追赶保证一致，这时候就需要快照(全量)同步来保证一致性。

快照同步

快照同步与快照备份类似，首先在主节点上进行一次bgsave，将当前内存数据存到全部存到磁盘文件上，然后将文件传送给从节点，

从节点接收完毕快照文件后，先将当前内存中的数据清空，然后加载快照文件中的数据，加载完毕以后通知主节点继续进行增量同步。

问题

在快照同步的过程中，主节点的指令buffer还在不停的增加，如果同步的时间过长或者buffer过小，会导致buffer中的指令被新的指令覆盖，

这样快照同步完成后依然无法使用增量同步保证一致，此时将继续发起快照同步，这样会出现死循环的情况，因此需要配置一个合适的buffer大小，保证不会出现指令覆盖，防止出现死循环。

无盘复制同步

主节点进行快照同步时，将文件保存到本地磁盘是一个很耗时的文件IO操作，如果是非SSD磁盘存储，快照同步对系统的负载会造成较大的影响。

如果系统正在进行AOF的fsync操作时，快照同步会导致fsync推迟执行，影响主节点的服务效率。

从redis2.8.18开始，redis支持无盘复制，快照同步将不会进行磁盘操作，生产快照是一个遍历内存的过程，主节点一边遍历一边将序列化的内容发送给从节点，从节点将接收的内容存在磁盘文件中，最后进行一次性加载。

新增的从节点如何同步

当有新的从节点加入时，将进行一次快照同步，后续则是增量同步。

wait指令同步

redis的数据同步是异步进行的，在3.0版本后提供了一个wait指令，该指令将异步复制变成同步复制，保证请求返回后，主从节点都含有该数据。

wait指令提供两个参数，第一个是从节点的数量N，第二个是时间t(单位是毫秒)，前者代表wait指令之前的写操作同步到N个节点上(保证N个节点没有滞后)，后者是等待时间(最多等多久后返回)，

如果时间t=0，表示无限等待直到N个节点同步完成，如果t=0，此时发生网络分区，主从同步无法进行，wait指令会一直阻塞，redis主节点无法对其他客户端进行响应，此时redis丧失可用性。

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