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從Redis源碼中學(xué)習(xí)如何復(fù)制
復(fù)制（replication）是Redis的一個重要功能，它可以將一個Redis實(shí)例中的所有數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個實(shí)例中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可用性和可擴(kuò)展性。本文將從Redis源碼的角度分析如何實(shí)現(xiàn)Redis的復(fù)制功能。
一、概述
Redis復(fù)制的實(shí)現(xiàn)分為以下四個步驟：
1. 主從建立連接
主從之間通過socket連接進(jìn)行通信，首先需要建立連接。在Redis源碼中，建立連接的函數(shù)為`connectWithMaster`，它在`replication.c`文件中定義。
“`c
int connectWithMaster(void) {
// …
// 創(chuàng)建socket連接
if (connectWithMasterInner(conn, config.masterhost, config.masterport,
&timeout, NULL) == C_ERR)
{
// …
}
// …
// 發(fā)送INFO命令獲取主節(jié)點(diǎn)信息
if (syncWithMaster() == C_ERR) {
// …
}
// …
}
2. 發(fā)送PSYNC命令同步數(shù)據(jù)
連接建立成功后，從節(jié)點(diǎn)需要向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送`PSYNC`命令來同步數(shù)據(jù)。如果是初次同步，則需要全量復(fù)制（full sync），否則是增量復(fù)制（partial sync）。
在Redis源碼中，`PSYNC`的處理邏輯在`readQueryFromClient`函數(shù)中，如果收到`PSYNC`命令，則會調(diào)用`replicationFeedSlave`函數(shù)開始同步數(shù)據(jù)。
```c
void readQueryFromClient(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) {
// ...
// 處理命令
if (sdslen(ci->buf) && ci->buf[sdslen(ci->buf)-1] == '\n') {
if (processInlineBuffer(ci) == C_OK) {
// ...
} else {
// ...
replicationFeedSlave(fd, readreploff, syncstage, NULL);
}
}
// ...
}
3. 從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行同步操作
主從連接和發(fā)送命令后，從節(jié)點(diǎn)需要執(zhí)行同步操作。同步過程中，主節(jié)點(diǎn)將所有寫命令（包括增刪改操作）的日志記錄到內(nèi)存中，稱為復(fù)制積壓緩沖區(qū)（replication backlog）或復(fù)制緩存。從節(jié)點(diǎn)連接成功后，會發(fā)送`SYNC`命令要求主節(jié)點(diǎn)將緩存中的數(shù)據(jù)復(fù)制到從節(jié)點(diǎn)中，從而實(shí)現(xiàn)同步。
從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行同步操作的代碼在`replication.c`文件中，其中最核心的函數(shù)是`readSyncBulkPayload`，它負(fù)責(zé)讀取同步數(shù)據(jù)：
“`c
ssize_t readSyncBulkPayload(aeEventLoop *el, int fd, char *lp, uint64_t left) {
// …
if (left == 1) {
// PSYNC后的第一次同步，需要全量同步
// 讀取RDB文件
// …
} else {
// 增量同步，讀取復(fù)制緩存
// …
}
// …
// 讀取緩存中的數(shù)據(jù)
for (j = 0; j
// …
}
// …
}
4. 增量同步
如果是增量同步，從節(jié)點(diǎn)需要周期性地向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送`REPLCONF ACK `命令來確認(rèn)同步點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)會根據(jù)這個確認(rèn)點(diǎn)來確定從節(jié)點(diǎn)的同步點(diǎn)，從而防止數(shù)據(jù)的丟失。
增量同步的代碼在`replication.c`文件中，主節(jié)點(diǎn)會記錄從節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)點(diǎn)，并且根據(jù)同步點(diǎn)來清理復(fù)制緩存。從節(jié)點(diǎn)在確認(rèn)同步點(diǎn)時需要調(diào)用`replicationCron`函數(shù)來更新同步點(diǎn)，并且允許主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行緩存清理操作。
```c
void replicationCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData, int mask) {
// ...
// 如果沒有增量復(fù)制在執(zhí)行，則更新同步點(diǎn)
if (!g_pserver->repl_backlog_histlen)
updateSlavesWtingBgsave(-1);
// ...
}
二、總結(jié)
Redis復(fù)制功能的實(shí)現(xiàn)非常精簡高效，主要通過socket連接和字節(jié)流的方式來傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)同步的過程中，主從節(jié)點(diǎn)需要通過一定的協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)、同步點(diǎn)和確認(rèn)點(diǎn)。通過了解Redis的復(fù)制功能，我們可以更加深入的理解Redis的工作原理，并且可以在實(shí)際應(yīng)用開發(fā)中更好地使用Redis。
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