Redis 同步机制详解
Redis 采用主从复制（Replication）机制来进行数据同步，同时在 Redis Cluster（集群模式）下也使用 Gossip 协议进行节点间数据同步和状态传播。主要的同步方式包括全量同步和增量同步。
1. Redis 主从同步机制（Replication）
Redis 通过主从复制（Master-Slave Replication）保证数据一致性，支持多个从节点（Slave）复制一个主节点（Master）的数据。
1.1 同步方式
Redis 的主从同步主要分为全量同步（Full Synchronization）和增量同步（Partial Synchronization）：
| 同步方式 | 触发时机 | 执行过程 | 性能影响 |
|---|---|---|---|
| 全量同步（Full Sync） | Slave 第一次连接 Master 或数据丢失时 | Master 生成 RDB 并发送给 Slave，Slave 加载 RDB 并应用数据 | 开销大，影响 Master 性能 |
| 增量同步（Partial Sync） | Slave 断线后短时间内重连 Master | Master 仅发送最近的写操作（基于 Replication Backlog） | 开销小，适用于短时间断连 |
2. Redis 全量同步过程
全量同步通常发生在：
- Slave 第一次连接 Master
- Slave 复制偏移量（offset）落后太多，无法进行增量同步
- 手动执行 SLAVEOF 命令
执行过程如下：
- Slave 发送 PSYNC 请求：当从节点（Slave）启动时，会向主节点（Master）发送 PSYNC ? -1（初次连接）。
- Master 触发 RDB 快照：Master 执行 bgsave 生成 RDB 快照文件，并存储当前缓存的写命令（repl backlog）。
- Master 发送 RDB 快照给 Slave：
- RDB 通过 socket 传输到 Slave
- Slave 加载 RDB 快照到内存
- Master 发送 backlog 中的增量命令：发送在 bgsave 过程中积累的写命令，以保证 Slave 数据完整。
- Slave 继续复制 Master 的写入操作：之后 Master 产生的数据变更都会实时同步到 Slave。
3. Redis 增量同步过程
增量同步一般用于短暂断连后重连，Redis 通过复制积压缓冲区（Replication Backlog）记录增量数据。
执行过程如下：
- Slave 重新连接 Master：Slave 发送 PSYNC 请求，告知 Master 其最新的 offset。
- Master 检查 Replication Backlog：
- 如果 offset 在 backlog 内 → 直接发送 backlog 里的数据（增量同步）。
- 如果 offset 不在 backlog 内 → 触发全量同步（Full Sync）。
- Slave 应用增量数据：Slave 接收 backlog 数据，并执行 Redis 命令。
优化：
- Replication Backlog 默认 1MB，可调整 repl_backlog_size。
- 合理配置 backlog 大小，可避免频繁触发全量同步，提高同步效率。
4. Redis Cluster 同步（集群模式）
在 Redis Cluster（分片集群）中，主从复制仍然适用，同时增加了 Gossip 协议进行状态同步。
4.1 Gossip 协议
Redis Cluster 使用 Gossip 协议进行节点状态传播：
- 每 1 秒，每个节点会随机与其他节点交换数据（心跳包 PING / PONG）。
- 故障检测：若 50% 以上主节点发现某个 Master 挂掉，则触发故障转移（Failover），将其某个 Slave 提升为 Master。
- 数据同步：仍然使用主从复制进行数据同步，但不同 slot 由不同主节点管理。
5. Redis 持久化（RDB & AOF）对同步的影响
Redis 通过 RDB（快照）和 AOF（日志）进行持久化，但对主从同步有不同影响：
- 全量同步时，Master 生成 RDB 并传输给 Slave。
- AOF 只影响 Master 持久化，不影响主从复制，但 Slave 也可以开启 AOF 以减少数据丢失。
6. 断线恢复机制
如果 Master/Slave 断线后重新连接，Redis 会自动尝试恢复：
- 短时间断开（offset 在 backlog 内） → 增量同步
- 长时间断开（offset 超出 backlog） → 全量同步
优化策略：
- 增大 repl_backlog_size，避免频繁全量同步。
- 配置 repl-diskless-sync，减少 RDB 传输对 Master 的影响：
repl-diskless-sync yes
7. Redis 相关配置参数
| 参数 | 作用 | 默认值 |
|---|---|---|
| repl-backlog-size | 复制积压缓冲区大小 | 1MB |
| repl-timeout | 复制超时时间（秒） | 60 |
| repl-diskless-sync | 是否使用无磁盘同步 | no |
| repl-diskless-sync-delay | 无磁盘同步的延迟时间 | 5 |
🚀
| 机制 | 作用 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 全量同步（Full Sync） | 传输整个 RDB 快照 | Slave 初次连接、长时间断线 |
| 增量同步（Partial Sync） | 仅同步丢失的命令 | 短时间断连恢复 |
| Replication Backlog | 缓存主节点最近的操作 | 提高增量同步成功率 |
| Gossip 协议 | Redis Cluster 状态传播 | Redis 分片集群 |
- 主从复制是 Redis 同步的核心机制，分为全量同步（RDB 传输）和增量同步（backlog）。
- Replication Backlog 记录增量数据，避免 Slave 频繁进行全量同步。
- Gossip 协议主要用于 Redis Cluster 的故障检测和状态同步。
- 合理调整 repl_backlog_size 和 repl-diskless-sync 以优化同步性能。