redis杂谈之部分重同步的实现
背景:
部分重同步则用于处理断线后重复制情况:当从服务器在断线 后重新连接主服务器时,如果条件允许,主服务器可以将主从服务器连 接断开期间执行的写命令发送给从服务器,从服务器只要接收并执行这 些写命令,就可以将数据库更新至主服务器当前所处的状态
部分重同步功能由以下三个部分构成:
·主服务器的复制偏移量(replication offset)和从服务器的复制偏移量。
·主服务器的复制积压缓冲区(replication backlog)。
·服务器的运行ID(run ID)。
1.复制偏移量
执行复制的双方——主服务器和从服务器会分别维护一个复制偏移 量:
·主服务器每次向从服务器传播N个字节的数据时,就将自己的复制 偏移量的值加上N。
·从服务器每次收到主服务器传播来的N个字节的数据时,就将自己 的复制偏移量的值加上N
如果这时主服务器向三个从服务器传播长度为33字节的数据,那么 主服务器的复制偏移量将更新为10086+33=10119,而三个从服务器在接 收到主服务器传播的数据之后,也会将复制偏移量更新为10119‘
通过对比主从服务器的复制偏移量,程序可以很容易地知道主从服 务器是否处于一致状态:
·如果主从服务器处于一致状态,那么主从服务器两者的偏移量总 是相同的。
·相反,如果主从服务器两者的偏移量并不相同,那么说明主从服 务器并未处于一致状态
2.复制积压缓冲区
复制积压缓冲区是由主服务器维护的一个固定长度(fixed-size)先 进先出(FIFO)队列,默认大小为1MB
当主服务器进行命令传播时,它不仅会将写命令发送给所有从服务 器,还会将写命令入队到复制积压缓冲区里面
主服务器的复制积压缓冲区里面会保存着一部分最近传播的 写命令,并且复制积压缓冲区会为队列中的每个字节记录相应的复制偏 移量
自己的复制偏移量offset发送给主服务器,主服务器会根据这个复制偏 移量来决定对从服务器执行何种同步操作:
·如果offset偏移量之后的数据(也即是偏移量offset+1开始的数据) 仍然存在于复制积压缓冲区里面,那么主服务器将对从服务器执行部分 重同步操作。
·相反,如果offset偏移量之后的数据已经不存在于复制积压缓冲 区,那么主服务器将对从服务器执行完整重同步操作
3.服务器运行id
除了复制偏移量和复制积压缓冲区之外,实现部分重同步还需要用 到服务器运行ID(run ID): ·每个Redis服务器,
不论主服务器还是从服务,都会有自己的运行 ID。 ·运行ID在服务器启动时自动生成,由40个随机的十六进制字符组 成,例如53b9b28df8042fdc9ab5e3fcbbbabff1d5dce2b3。
当从服务器对主服务器进行初次复制时,主服务器会将自己的运行 ID传送给从服务器,而从服务器则会将这个运行ID保存起来。
当从服务器断线并重新连上一个主服务器时,从服务器将向当前连 接的主服务器发送之前保存的运行ID:
·如果从服务器保存的运行ID和当前连接的主服务器的运行ID相 同,那么说明从服务器断线之前复制的就是当前连接的这个主服务器, 主服务器可以继续尝试执行部分重同步操作
4.综合举例
主从服务器当前的复制偏 移量都为10086,但是就在主服务器要向从服务器传播长度为33字节的 数据之前,从服务器A断线了,那么主服务器传播的数据将只有从服务 器B和从服务器C能收到,在这之后,主服务器、从服务器B和从服务器 C三个服务器的复制偏移量都将更新为10119,而断线的从服务器A的复 制偏移量仍然停留在10086,这说明从服务器A与主服务器并不一致
1.假设从服务器A在断线之后就立即重新连接主服务器,并且成功, 那么接下来,从服务器将向主服务器发送PSYNC命令,报告从服务器A 当前的复制偏移量为10086
2.主服务器收到从服务器发来的PSYNC命令以及偏移量10086之后, 主服务器将检查偏移量10086之后的数据是否存在于复制积压缓冲区里 面,结果发现这些数据仍然存在,于是主服务器向从服务器发送 +CONTINUE回复,表示数据同步将以部分重同步模式来进行
3.接着主服务器会将复制积压缓冲区10086偏移量之后的所有数据 (偏移量为10087至10119)都发送给从服务器。 ·从服务器只要接收这33字节的缺失数据,就可以回到与主服务器 一致的状态