引言
??在了解了Redis的底层结构以及持久化机制后，就可以开始学习Redis主从复制的原理了。
??Redis中，通过SLAVEOF命令或者slaveof选项设置就可以实现一个服务器复制另一服务器。
??Redis2.8版本以前复制为旧版，2.8开始使用新版复制功能。
??Redis中，从服务器对主服务器的复制可以分两种情况：
- 初次复制：从服务器以前没有复制过任何主服务器，或者从服务器当前要复制的主服务器和上一次复制的主服务器不同
- 断线后复制：处于命令传播阶段的主从服务器因为网络原因而中断了复制，但从服务器通过自动重连重新连上了主服务器，并继续复制主服务器
一、旧版复制
??旧版复制功能分为：同步（sync）、命令传播（command propagate）两个部分：
- 同步：用于将从服务器数据库状态更新至主服务器的数据库状态
- 命令传播：用于主服务器数据库状态修改导致主从数据库状态不一致时，让主从服务器数据库状态一致
1、同步
??从服务器向主服务器发送SYNC命令即开始进行同步，步骤如下：
- 从服务器向主服务器发送SYNC命令
- 主服务器收到命令后，执行BGSAVE命令后台生成RBD文件，并使用一个缓冲区记录从现在开始之后的写命令
- 主服务器生成完RDB文件后，发送给从服务器；从服务器接收该RDB并更新
- 主服务器将记录在缓冲区的所有写命令发送给从服务器，从服务器更新至主服务器当前所处的数据库状态
??下图展示了SYNC期间主从的通信过程：
2、命令传播
??在主服务器执行了写命令后，主从服务器数据库状态又变成不一致。为了让主从服务器再次回到一致状态，主服务器会执行命令传播操作：将造成主从服务器不一致的那条写命令，发送给从服务器执行。
3、旧版复制缺陷
??对于初次复制来说，旧版能够很好地完成任务；但对于断线后复制来说，旧版复制功能效率低。因为，断线重连后旧版执行的复制，是执行SYNC命令让主服务器生成RDB文件来进行全量复制。一个断线重连的例子如下图：
??可以发现，断线重连所造成的的数据库状态不一致，只需要执行中断期间主服务器执行的写命令（图中的T10088~T10090）即可让主从数据库状态回到一致，而实际则通过生成整个RDB来进行同步，这样就导致执行了很多不需要同步的写命令。
二、新版复制
??新版复制命令使用PSYNC命令来代替SYNC执行复制时的同步操作。
??PSYNC命令分为两种模式：完整重同步（full resynchronizaiton）和部分重同步（partail resynchronization）。
完整重同步：用于初次复制的情况，执行步骤与SYNC命令基本一样，都是让主服务器生成并发送一个RDB文件，以及向从服务器发送保存在缓冲区里面的写命令
部分重同步：用于处理断线重连后复制的情况，断线重连后，如果条件允许，主服务器可以将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，即可将数据库状态更新到与主服务器一致
??一个新版复制的例子如下：
1、完整重同步
??完整重同步步骤基本与SYNC命令复制步骤一致。
2、部分重同步
??部分重同步功能由三个部分组成：
- 主服务器的复制偏移量和从服务器的复制偏移量
- 主服务器的复制积压缓冲区
- 服务器的运行ID（run ID）
??复制偏移量：主服务器和从服务器会各自维护一个复制偏移量。主服务器每次向从服务器传播N个字节数据时，就将自己的复制偏移量加N；从服务器接收到N个字节数据后，就将自己的复制偏移量加N。
??复制积压缓冲区：由主服务器维护的一个固定长度的先进先出队列，默认1MB。当命令传播时，不仅会将写命令发送给所有从服务器，还会将该命令写入复制积压缓冲区。
从服务器重连上主服务器时，会通过PSYNC命令将自己的复制偏移量offset发送给主服务器。主服务器根据这个复制偏移量来进行判断：
??1、如果offset之后的数据（即offset+1开始的数据）在复制积压缓冲区中，执行部分重同步操作
??2、如果数据不在复制积压缓冲区中，则执行完整重同步操作
??服务器运行ID：不论主从服务器，每个服务器都有自己的运行ID，这个ID是在启动的时候自动生成的。实现部分重同步的时候也需要用到服务器运行ID。
当从服务器重连上主服务器时，从服务器会向当前主服务器发送之前保存的主服务器运行ID：当该运行ID与当前连接的主服务器运行ID相同时，说明断线之前复制的就是这个主服务器，主服务器就可以尝试执行部分重同步操作；相反，如果运行ID不同，则主服务器将对从服务器执行完整重同步操作
??新版的复制流程如下图：
3、命令传播
??与旧版命令传播一致。
三、命令传播中的心跳检测
??命令传播阶段，从服务器默认以每秒一次的频率，向主服务器发送REPLCONF ACK <replication_offset>。replication_offset为当前从服务器的复制偏移量。
??发送REPLCONF ACK主要有三个作用：检测主服务器的网络连接状态、辅助实现min-slaves选项、检测命令丢失。
??检测主服务器的网络连接状态： 主从服务器可以通过REPLCONF ACK命令来判断两者之间的连通性。如果主服务器超过一秒没有收到从服务器发来的REPLCONF ACK命令，那么主服务器就知道与该从服务器之间的连接出现了问题。通过向主服务器发送INFO replication，在从服务器列表的lag一栏可以看出距离上一次从服务器发送REPLCONF ACK命令过去了多久（单位：秒）。一般情况下，lag值为0或1。
??辅助实现min-slaves选项： Redis的min-slaves-to-write和min-slave-max-lag两个选项可以防止主服务器在不安全的情况下执行写命令。
??检测命令丢失： 主服务器发觉从服务器当前的复制偏移量少于自己的复制偏移量，就会根据从服务器发送过来的复制偏移量，在复制积压缓冲区中查找并发送缺少的数据。
总结
1、Redis2.8版本以前为旧版复制，2.8或以上使用新版复制
2、旧版处理断线后重复制效率低，新版部分重同步功能解决了这个问题
3、旧版复制功能使用SYNC命令，分为同步和命令传播两个部分；新版使用PSYNC命令，同步分为完整重同步、部分重同步两种，命令传播与旧版一致
4、部分重同步通过复制偏移量、复制积压缓冲区、服务器运行ID三个部分实现
5、命令传播用于检测主服务器的网络连接状态、辅助实现min-slaves选项、检测命令丢失