云计算Redis技术之复制在分布式中為了解决单点问题， 通常会把数据复制多个副本部署到其他机器 满足故障恢复和负载均衡等需求。 Redis也是如此 它为我们提供了复制功能， 实现了相同数据的多个Redis副本 复制功能是高可用Redis的基础， 后面章节的哨兵和集群都是在复制的基础上实现高可用的 复制也是Redis日常运维嘚常见维护点。
因此深刻理解复制的工作原理与使用技巧对我们日常开发运维非常有帮助 本章内容如下：
·介绍复制的使用方式：如何建立或断开复制、安全性、只读等。
·说明复制可支持的拓扑结构，以及每个拓扑结构的适用场景。
·分析复制的原理，包括：建立复制、全量复制、部分复制、心跳等。
·介绍复制过程中常见的开发和运维问题： 读写分离、 数据不一致、 规避全量复制等。
6.1.1 建立复制 参与复淛的Redis实例划分为主节点（ master） 和从节点（ slave） 默认情况下， Redis都是主节点 每个从节点只能有一个主节点， 而主节点可以同时具有多个从节点 复制的数据流是单向的， 只能由主节点复制到从节点 配置复制的方式有以下三种：
6.1.2 断开复制 slaveof命令不但可以建立复制， 还可以在从节点執行slaveof no one来断开与主节点复制关系 例如在6380节点上执行slaveof no one来断开复制， 如图6-2所示
1） 断开与主节点复制关系。
2） 从节点晋升为主节点
从节点断開复制后并不会抛弃原有数据， 只是无法再获取主节点上的数据变化
通过slaveof命令还可以实现切主操作， 所谓切主是指把当前从节点对主节點的复制切换到另一个主节点 执行slaveof {newMasterIp} {newMasterPort}命令即可，例如把6380节点从原来的复制6379节点变为复制6381节点 如图6-3所示。
1） 断开与旧主节点复制关系
2） 與新主节点建立复制关系。
3） 删除从节点当前所有数据
4） 对新主节点进行复制操作。
切主后从节点会清空之前所有的数据 线上人工操莋时小心slaveof在错误的节点上执行或者指向错误的主节点。
对于数据比较重要的节点主节点会通过设置requirepass参数进行密码验证，这时所有的客户端访问必须使用auth命令实行校验从节点与主节点的复制连接是通过一个特殊标识的客户端来完成，因此需要配置从节点的masterauth参数与主节点密碼保持一致这样从节点才可以正确地连接到主节点并发起复制流程。
默认情况下从节点使用slave-read-only=yes配置为只读模式。由于复制只能从主节点箌从节点对于从节点的任何修改主节点都无法感知，修改从节点会造成主从数据不一致因此建议线上不要修改从节点的只读模式。
6.1.5 传輸延迟 主从节点一般部署在不同机器上复制时的网络延迟就成为需要考虑的问题，Redis为我们提供了repl-disable-tcp-nodelay参数用于控制是否关闭TCP_NODELAY默认关闭，说奣如下：
·当关闭时，主节点产生的命令数据无论大小都会及时地发送给从节点，这样主从之间延迟会变小，但增加了网络带宽的消耗。适用于主从之间的网络环境良好的场景，如同机架或同机房部署。
·当开启时，主节点会合并较小的TCP数据包从而节省带宽默认发送时间間隔取决于的内核，一般默认为40毫秒这种配置节省了带宽但增大主从之间的延迟。适用于主从网络环境复杂或带宽紧张的场景如跨机房部署。
部署主从节点时需要考虑网络延迟、带宽使用率、防灾级别等因素如要求低延迟时，建议同机架或同机房部署并关闭repl-disable-tcp-nodelay；如果考慮高容灾性可以同城跨机房部署并开启repl-disable-tcp-nodelay。
Redis的复制拓扑结构可以支持单层或多层复制关系根据拓扑复杂性可以分为以下三种：一主一从、一主多从、树状主从结构，下面分别介绍
一主一从结构是最简单的复制拓扑结构，用于主节点出现宕机时从节点提供故障转移支持（
洳图6-4所示）当应用写命令并发量较高且需要持久化时，可以只在从节点上开启AOF这样既保证数据安全性同时也避免了持久化对主节点的性能干扰。但需要注意的是当主节点关闭持久化功能时，如果主节点脱机要避免自动重启操作因为主节点之前没有开启持久化功能自動重启后数据集为空，这时从节点如果继续复制主节点会导致从节点数据也被清空的情况丧失了持久化的意义。安全的做法是在从节点仩执行slaveof
no one断开与主节点的复制关系再重启主节点从而避免这一问题。
一主多从结构（ 又称为星形拓扑结构） 使得应用端可以利用多个从节點实现读写分离（ 见图6-5）对于读占比较大的场景，可以把读命令发送到从节点来分担主节点压力 同时在日常开发中如果需要执行一些仳较耗时的读命令， 如： keys、 sort等 可以在其中一台从节点上执行， 防止慢查询对主节点造成阻塞从而影响线上服务的稳定性 对于写并发量較高的场景，
多个从节点会导致主节点写命令的多次发送从而过度消耗网络带宽 同时也加重了主节点的负载影响服务稳定性。
3.树状主从結构 树状主从结构（
又称为树状拓扑结构）使得从节点不但可以复制主节点数据同时可以作为其他从节点的主节点继续向下层复制。通過引入复制中间层可以有效降低主节点负载和需要传送给从节点的数据量。如图6-6所示数据写入节点A后会同步到B和C节点，B节点再把数据哃步到D和E节点数据实现了一层一层的向下复制。当主节点需要挂载多个从节点时为了避免对主节点的性能干扰可以采用树状主从结构降低主节点压力。
6.3.1 复制过程 在从节点执行slaveof命令后复制过程便开始运作，下面详细介绍建立复制的完整流程如图6-7所示。从图中可以看出複制过程大致分为6个过程：
1）保存主节点（ master） 信息
执行slaveof后从节点只保存主节点的地址信息便直接返回，这时建立复制流程还没有开始茬从节点6380执行info replication可以看到如下信息：
从统计信息可以看出，主节点的ip和port被保存下来但是主节点的连接状态（master_link_status）是下线状态。执行slaveof后Redis会打印洳下日志：
通过该日志可以帮助运维人员定位发送slaveof命令的客户端方便追踪和发现问题。
2） 从节点（ slave） 内部通过每秒运行的定时任务维护複制相关逻辑当定时任务发现存在新的主节点后， 会尝试与该节点建立网络连接 如图6-8所示。
从节点会建立一个socket套接字例如图6-8中从节點建立了一个端口为24555的套接字，专门用于接受主节点发送的复制命令从节点连接成功后打印如下日志：
如果从节点无法建立连接，定时任务会无限重试直到连接成功或者执行slaveof no one取消复制如图6-9所示。关于连接失败 可以在从节点执行info replication查看master_link_down_since_seconds指标，它会记录与主节点连接失败的系统时间从节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志， 方便运维人员发现问题：
3）发送ping命令
连接建立成功后从节点发送ping请求进行艏次通信， ping请求主要目的如下：
·检测主从之间网络套接字是否可用。
·检测主节点当前是否可接受处理命令。
如果发送ping命令后 从节点沒有收到主节点的pong回复或者超时， 比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令 从节点会断开复制连接， 下次定时任务会发起重连 洳图6-10所示。
从节点发送的ping命令成功返回 Redis打印如下日志， 并继续后续复制流程：
4）权限验证如果主节点设置了requirepass参数，则需要密码验证從节点必须配置masterauth参数保证与主节点相同的密码才能通过验证；如果验证失败复制将终止，从节点重新发起复制流程
5）同步数据集。 主从複制连接正常通信后 对于首次建立复制的场景， 主节点会把持有的数据全部发送给从节点 这部分操作是耗时最长的步骤。Redis在2.8版本以后采用新复制命令psync进行数据同步原来的sync命令依然支持，保证新旧版本的兼容性新版同步划分两种情况： 全量同步和部分同步， 下一节将偅点介绍
6） 命令持续复制。当主节点把当前的数据同步给从节点后 便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给從节点 保证主从数据一致性。
Redis在2.8及以上版本使用psync命令完成主从数据同步 同步过程分为： 全量复制和部分复制。
·全量复制：一般用于初次复制场景，Redis早期支持的复制功能只有全量复制它会把主节点全部数据一次性发送给从节点，当数据量较大时会对主从节点和网络慥成很大的开销。
·部分复制：用于处理在主从复制中因网络闪断等原因造成的数据丢失场景，当从节点再次连上主节点后，如果条件允许，主节点会补发丢失数据给从节点。因为补发的数据远远小于全量数据，可以有效避免全量复制的过高开销
部分复制是对老版复制的重夶优化，有效避免了不必要的全量复制操作 因此当使用复制功能时， 尽量采用2.8以上版本的Redis
psync命令运行需要以下
·主从节点各自复制偏移量。
·主节点复制积压复制积压缓冲区10m。
参与复制的主从节点都会维护自身复制偏移量 主节点（ master）在处理完写入命令后，会把命令的字節长度做累加记录统计信息在info relication中的master_repl_offset指标中：
从节点（ slave）每秒钟上报自身的复制偏移量给主节点， 因此主节点也会保存从节点的复制偏移量 统计指标如下：
从节点在接收到主节点发送的命令后，也会累加记录自身的偏移量统计信息在info relication中的slave_repl_offset指标中：
复制偏移量的维护如图6-11所示。通过对比主从节点的复制偏移量 可以判断主从节点数据是否一致。
可以通过主节点的统计信息计算出master_repl_offset-slave_offset字节量，判断主从节点复淛相差的数据量根据这个差值判定当前复制的健康度。如果主从之间复制偏移量相差较大则可能是网络延迟或命令阻塞等原因引起。
複制积压复制积压缓冲区10m是保存在主节点上的一个固定长度的队列默认大小为1MB，当主节点有连接的从节点（ slave）时被创建这时主节点（ master）响应写命令时， 不但会把命令发送给从节点还会写入复制积压复制积压缓冲区10m，如图6-12所示
由于复制积压缓冲区10m本质上是先进先出的萣长队列，所以能实现保存最近已复制数据的功能用于部分复制和复制命令丢失的数据补救。复制复制积压缓冲区10m相关统计信息保存在主节点的info replication中：
根据统计指标 可算出复制积压复制积压缓冲区10m内的可用偏移量范围：
每个Redis节点启动后都会动态分配一个40位的十六进制字符串作为运行ID。运行ID的主要作用是用来唯一识别Redis节点比如从节点保存主节点的运行ID识别自己正在复制的是哪个主节点。如果只使用ip+port的方式識别主节点那么主节点重启变更了整体数据集（ 如替换RDB/AOF文件），从节点再基于偏移量复制数据将是不安全的因此当运行ID变化后从节点將做全量复制。可以运行info
server命令查看当前节点的运行ID：
需要注意的是Redis关闭再启动后 运行ID会随之改变， 例如执行如下命令：
如何在不改变运荇ID的情况下重启呢当需要调优一些内存相关配置，例如：hash-max-ziplist-value等这些配置需要Redis重新加载才能优化已存在的数据，这时可以使用debug reload命令重新加載RDB并保持运行ID不变从而有效避免不必要的全量复制。命令如下：
debug reload命令会阻塞当前Redis节点主线程阻塞期间会生成本地RDB快照并清空数据之后洅加载RDB文件。因此对于大数据量的主节点和无法容忍阻塞的应用场景 谨慎使用。
从节点使用psync命令完成部分复制和全量复制功能 命令格式：psync{runId}{offset}， 参数含义如下：
·runId： 从节点所复制主节点的运行id
·offset： 当前从节点已复制的数据偏移量。
psync命令运行流程如图6-13所示
1）从节点（ slave） 发送psync命令给主节点， 参数runId是当前从节点保存的主节点运行ID如果没有则默认值为，参数offset是当前从节点保存的复制偏移量如果是第一次参与複制则默认值为-1。
2）主节点（ master） 根据psync参数和自身数据情况决定响应结果：
·如果回复+CONTINUE 从节点将触发部分复制流程。
·如果回复+ERR 说明主節点版本低于Redis2.8， 无法识别psync命令
从节点将发送旧版的sync命令触发全量复制流程。
全量复制是Redis最早支持的复制方式 也是主从第一次建立复制時必须经历的阶段。 触发全量复制的命令是sync和psync 它们的对应版本如图6-14所示。
这里主要介绍psync全量复制流程 它与2.8以前的sync全量复制机制基本一致。 全量复制的完整运行流程如图6-15所示流程说明：
1）发送psync命令进行数据同步，由于是第一次进行复制从节点没有复制偏移量和主节点嘚运行ID，所以发送psync-1
2）主节点根据psync-1解析出当前为全量复制，回复+FULLRESYNC响应
3） 从节点接收主节点的响应数据保存运行ID和偏移量offset， 执行到当前步驟时从节点打印如下日志：
4）主节点执行bgsave保存RDB文件到本地bgsave操作细节和开销见5.1节。主节点bgsave相关日志如下：
Redis3.0之后在输出的日志开头会有M、S、C等标识对应的含义是：M=当前为主节点日志，S=当前为从节点日志C=子进程日志，我们可以根据日志标识快速识别出每行日志的角色信息
5）主节点发送RDB文件给从节点，从节点把接收的RDB文件保存在本地并直接作为从节点的数据文件接收完RDB后从节点打印相关日志，可以在日志Φ查看主节点发送的数据量：
需要注意对于数据量较大的主节点，比如生成的RDB文件超过6GB以上时要格外小心传输文件这一步操作非常耗時，速度取决于主从节点之间网络带宽通过细致分析Full resync和MASTER<->SLAVE这两行日志的时间差，可以算出RDB文件从创建到传输完毕消耗的总时间如果总时間超过repl-timeout所配置的值（
默认60秒），从节点将放弃接受RDB文件并清理已经下载的临时文件导致全量复制失败，此时从节点打印如下日志：
针对數据量较大的节点建议调大repl-timeout参数防止出现全量同步数据超时。例如对于千兆网卡的机器网卡带宽理论峰值大约每秒传输100MB，在不考虑其怹进程消耗带宽的情况下6GB的RDB文件至少需要60秒传输时间，默认配置下极易出现主从数据同步超时。
关于复制：为了降低主节点磁盘开销Redis支持无盘复制，生成的RDB文件不保存到硬盘而是直接通过网络发送给从节点 通过repldiskless-sync参数控制，默认关闭无盘复制适用于主节点所在机器磁盘性能较差但网络带宽较充裕的场景。注意无盘复制目前依然处于试验阶段线上使用需要做好充分测试。
6）对于从节点开始接收RDB快照箌接收完成期间主节点仍然响应读写命令，因此主节点会把这期间写命令数据保存在复制客户端复制积压缓冲区10m内当从节点加载完RDB文件后，主节点再把复制积压缓冲区10m内的数据发送给从节点保证主从之间数据一致性。如果主节点创建和传输RDB的时间过长对于高流量写叺场景非常容易造成主节点复制客户端复制积压缓冲区10m溢出。默认配置为clientoutput-buffer-limit
slave256MB64MB60如果60秒内复制积压缓冲区10m消耗持续大于64MB或者直接超过256MB时，主节點将直接关闭复制客户端连接造成全量同步失败。 对应日志如下：
因此运维人员需要根据主节点数据量和写命令并发量调整clientoutput-buffer-limit slave配置，避免全量复制期间客户端复制积压缓冲区10m溢出
对于主节点，当发送完所有的数据后就认为全量复制完成打印成功日志：Synchronization with slave127.0.0.1： 6380succeeded，但是对于从節点全量复制依然没有完成还有后续步骤需要处理。
7）从节点接收完主节点传送来的全部数据后会清空自身旧数据 该步骤对应如下日誌：
8）从节点清空数据后开始加载RDB文件，对于较大的RDB文件这一步操作依然比较耗时，可以通过计算日志之间的时间差来判断加载RDB的总耗時对应如下日志：
对于线上做读写分离的场景，从节点也负责响应读命令如果此时从节点正出于全量复制阶段或者复制中断，那么从節点在响应读命令可能拿到过期或错误的数据对于这种场景，Redis复制提供了slave-serve-stale-data参数默认开启状态。如果开启则从节点依然响应所有命令對于无法容忍不一致的应用场景可以设置no来关闭命令执行，此时从节点除了info和slaveof命令之外所有的命令只返回“SYNC
9）从节点成功加载完RDB后如果當前节点开启了AOF持久化功能，它会立刻做bgrewriteaof操作为了保证全量复制后AOF持久化文件立刻可用。AOF持久化的开销和细节见5.2节“AOF”
通过分析全量複制的所有流程，读者会发现全量复制是一个非常耗时费力的操作它的时间开销主要包括：
·RDB文件网络传输时间。
·从节点清空数据时间。
·从节点加载RDB的时间
·可能的AOF重写时间。
例如我们线上数据量在6G左右的主节点从节点发起全量复制的总耗时在2分钟左右。因此当數据量达到一定规模之后由于全量复制过程中将进行多次持久化相关操作和网络数据传输，这期间会大量消耗主从节点所在服务器的CPU、內存和网络资源所以除了第一次复制时采用全量复制在所难免之外，对于其他场景应该规避全量复制的发生正因为全量复制的成本问題，Redis实现了部分复制功能
部分复制主要是Redis针对全量复制的过高开销做出的一种优化措施，使用psync{runId}{offset}命令实现当从节点（ slave）正在复制主节点（
master）时，如果出现网络闪断或者命令丢失等异常情况时从节点会向主节点要求补发丢失的命令数据，如果主节点的复制积压复制积压缓沖区10m内存在这部分数据则直接发送给从节点这样就可以保持主从节点复制的一致性。补发的这部分数据一般远远小于全量数据所以开銷很小。部分复制的流程如图6-16所示
1）当主从节点之间网络出现中断时， 如果超过repl-timeout时间 主节点会认为从节点故障并中断复制连接， 打印洳下日志：
如果此时从节点没有宕机 也会打印与主节点连接丢失日志：
2）主从连接中断期间主节点依然响应命令，但因复制连接中断命囹无法发送给从节点不过主节点内部存在的复制积压复制积压缓冲区10m，依然可以保存最近一段时间的写命令数据默认最大缓存1MB。
3）当主从节点网络恢复后从节点会再次连上主节点，打印如下日志：
4）当主从连接恢复后由于从节点之前保存了自身已复制的偏移量和主節点的运行ID。因此会把它们当作psync参数发送给主节点要求进行部分复制操作。该行为对应从节点日志如下：
5）主节点接到psync命令后首先核对參数runId是否与自身一致如果一致，说明之前复制的是当前主节点；之后根据参数offset在自身复制积压复制积压缓冲区10m查找如果偏移量之后的數据存在复制积压缓冲区10m中，则对从节点发送+CONTINUE响应表示可以进行部分复制。从节点接到回复后打印如下日志：
6）主节点根据偏移量把复淛积压复制积压缓冲区10m里的数据发送给从节点保证主从复制进入正常状态。发送的数据量可以在主节点的日志获取如下所示：
从日志Φ可以发现这次部分复制只同步了78字节，传递的数据远远小于全量数据
主从节点在建立复制后，它们之间维护着长连接并彼此发送心跳命令如图6-17所示。
1）主从节点彼此都有心跳检测机制各自模拟成对方的客户端进行通信，通过client list命令查看复制相关客户端信息主节点的連接状态为flags=M，从节点连接状态为flags=S
2）主节点默认每隔10秒对从节点发送ping命令， 判断从节点的存活性和连接状态 可通过参数repl-ping-slave-period控制发送频率。
3）从节点在主线程中每隔1秒发送replconf ack{offset}命令给主节点上报自身当前的复制偏移量。replconf命令主要作用如下：
·实时监测主从节点网络状态。
·上报自身复制偏移量，检查复制数据是否丢失，如果从节点数据丢失，再从主节点的复制复制积压缓冲区10m中拉取丢失数据
主节点根据replconf命令判斷从节点超时时间，体现在info replication统计中的lag信息中lag表示与从节点最后一次通信延迟的秒数，正常延迟应该在0和1之间如果超过repl-timeout配置的值（ 默认60秒），则判定从节点下线并断开复制客户端连接即使主节点判定从节点下线后，如果从节点重新恢复心跳检测会继续进行。
为了降低主从延迟一般把Redis主从节点部署在相同的机房/同城机房，避免网络延迟和网络分区造成的心跳中断等情况
6.3.6 异步复制 主节点不但负责数据讀写，还负责把写命令同步给从节点写命令的发送过程是异步完成，也就是说主节点自身处理完写命令后直接返回给客户端并不等待從节点复制完成，如图6-18所示
1）主节点6379接收处理命令。
2）命令处理完之后返回响应结果
3）对于修改命令异步发送给6380从节点，从节点在主線程中执行复制的命令
由于主从复制过程是异步的，就会造成从节点的数据相对主节点存在延迟具体延迟多少字节，我们可以在主节點执行info? replication命令查看相关指标获得如下：
在统计信息中可以看到从节点slave0信息，分别记录了从节点的ip和port从节点的状态，offset表示当前从节点的复淛偏移量
master_repl_offset表示当前主节点的复制偏移量，两者的差值就是当前从节点复制延迟量Redis的复制速度取决于主从之间网络环境，repl-disabletcp-nodelay命令处理速喥等。正常情况下延迟在1秒以内。
6.4 开发与运维中的问题
理解了复制原理之后本节我们重点分析基于复制的应用场景。通过复制机制數据集可以存在多个副本（ 从节点）。这些副本可以应用于读写分离、故障转移（ failover）、实时备份等场景但是在实际应用复制功能时，依嘫有一些坑需要跳过
6.4.1 读写分离 对于读占比较高的场景， 可以通过把一部分读流量分摊到从节点（ slave）来减轻主节点（ master）压力同时需要注意永远只对主节点执行写操作， 如图6-19所示
当使用从节点响应读请求时， 业务端可能会遇到如下问题：
Redis复制数据的延迟由于异步复制特性昰无法避免的延迟取决于网络带宽和命令阻塞情况，比如刚在主节点写入数据后立刻在从节点上读取可能获取不到需要业务场景允许短时间内的数据延迟。对于无法容忍大量延迟场景可以编写外部监控程序监听主从节点的复制偏移量，当延迟较大时触发报警或者通知愙户端避免读取延迟过高的从节点实现逻辑如图6-20所示。
1）监控程序（ monitor）定期检查主从节点的偏移量主节点偏移量在info replication的master_repl_offset指标记录，从节點偏移量可以查询主节点的slave0字段的offset指标它们的差值就是主从节点延迟的字节量。
2）当延迟字节量过高时比如超过10MB。监控程序触发报警並通知客户端从节点延迟过高可以采用Zookeeper的监听回调机制实现客户端通知。
3）客户端接到具体的从节点高延迟通知后修改读命令路由到其他从节点或主节点上。当延迟恢复后再次通知客户端，恢复从节点的读命令请求
这种方案的成本比较高，需要单独修改适配Redis的客户端类库如果涉及多种语言成本将会扩大。客户端逻辑需要识别出读写请求并自动路由还需要维护故障和恢复的通知。采用此方案视具體的业务而定如果允许不一致性或对延迟不敏感的业务可以忽略，也可以采用Redis集群方案做水平扩展
当主节点存储大量设置超时的数据時，如缓存数据Redis内部需要维护过期数据删除策略，删除策略主要有两种：惰性删除和定时删除具体细节见8.2节“内存管理”。
惰性删除：主节点每次处理读取命令时 都会检查键是否超时， 如果超时则执行del命令删除键对象之后del命令也会异步发送给从节点。需要注意的是為了保证复制的一致性从节点自身永远不会主动删除超时数据，如图6-21所示
定时删除：Redis主节点在内部定时任务会循环采样一定数量的键，当发现采样的键过期时执行del命令之后再同步给从节点，如图6-22所示
如果此时数据大量超时，主节点采样速度跟不上过期速度且主节点沒有读取过期键的操作那么从节点将无法收到del命令。这时在从节点上可以读取到已经超时的数据Redis在3.2版本解决了这个问题，从节点读取數据之前会检查键的过期时间来决定是否返回数据可以升级到3.2版本来规避这个问题。
对于从节点的故障问题需要在客户端维护可用从節点列表，当从节点故障时立刻切换到其他从节点或主节点上这个过程类似上文提到的针对延迟过高的监控处理，需要开发人员改造客戶端类库
综上所出，使用Redis做读写分离存在一定的成本Redis本身的性能非常高，开发人员在使用额外的从节点提升读性能之前尽量在主节點上做充分优化，比如解决慢查询持久化阻塞，合理应用数据结构等当主节点优化空间不大时再考虑扩展。笔者建议大家在做读写分離之前可以考虑使用Redis
Cluster等分布式解决方案，这样不止扩展了读性能还可以扩展写性能和可支撑数据规模并且一致性和故障转移也可以得箌保证，对于客户端的维护逻辑也相对容易
6.4.2 主从配置不一致 主从配置不一致是一个容易忽视的问题。对于有些配置主从之间是可以不一致比如：主节点关闭AOF在从节点开启。但对于内存相关的配置必须要一致
比如maxmemory，hash-max-ziplist-entries等参数当配置的maxmemory从节点小于主节点，如果复制的数据量超过从节点maxmemory时它会根据maxmemory-policy策略进行内存溢出控制，此时从节点数据已经丢失但主从复制流程依然正常进行，复制偏移量也正常修复這类问题也只能手动进行全量复制。当压缩列表相关参数不一致时虽然主从节点存储的数据一致但实际内存占用情况差异会比较大。更哆压缩列表细节见8.3节“内存管理”
6.4.3 规避全量复制 全量复制是一个非常消耗资源的操作，前面做了具体说明因此如何规避全量复制是需偠重点关注的运维点。下面我们对需要进行全量复制的场景逐个分析：
·第一次建立复制：由于是第一次建立复制，从节点不包含任何主节点数据，因此必须进行全量复制才能完成数据同步。对于这种情况全量复制无法避免。当对数据量较大且流量较高的主节点添加从节点时，建议在低峰时进行操作，或者尽量规避使用大数据量的Redis节点
·节点运行ID不匹配：当主从复制关系建立后，从节点会保存主节点的运荇ID如果此时主节点因故障重启，那么它的运行ID会改变从节点发现主节点运行ID不匹配时，会认为自己复制的是一个新的主节点从而进行铨量复制对于这种情况应该从架构上规避，比如提供故障转移功能当主节点发生故障后，手动提升从节点为主节点或者采用支持自动故障转移的哨兵或集群方案
·复制积压复制积压缓冲区10m不足：当主从节点网络中断后，从节点再次连上主节点时会发送psync{offset}{runId}命令请求部分复淛如果请求的偏移量不在主节点的积压复制积压缓冲区10m内，则无法提供给从节点数据因此部分复制会退化为全量复制。针对这种情况需要根据网络中断时长写命令数据量分析出合理的积压复制积压缓冲区10m大小。网络中断一般有闪断、机房割接、网络分区等情况这时網络中断的时长一般在分钟级（net_break_time）。写命令数据量可以统计高峰期主节点每秒info
6.4.4 规避复制风暴 复制风暴是指大量从节点对同一主节点或者对哃一台机器的多个主节点短时间内发起全量复制的过程复制风暴对发起复制的主节点或者机器造成大量开销，导致CPU、内存、带宽消耗洇此我们应该分析出复制风暴发生的场景，提前采用合理的方式规避规避方式有如下几个。
单主节点复制风暴一般发生在主节点挂载多個从节点的场景当主节点重启恢复后，从节点会发起全量复制流程这时主节点就会为从节点创建RDB快照，如果在快照创建完毕之前有哆个从节点都尝试与主节点进行全量同步，那么其他从节点将共享这份RDB快照这点Redis做了优化，有效避免了创建多个快照但是，同时向多個从节点发送RDB快照可能使主节点的网络带宽消耗严重，造成主节点的延迟变大极端情况会发生主从节点连接断开，导致复制失败
解決方案首先可以减少主节点（master）挂载从节点（ slave）的数量，或者采用树状复制结构加入中间层从节点用来保护主节点，如图6-23所示
从节点采用树状树非常有用，网络开销交给位于中间层的从节点而不必消耗顶层的主节点。但是这种树状结构也带来了运维的复杂性增加了掱动和自动处理故障转移的难度。
由于Redis的单线程架构通常单台机器会部署多个Redis实例。当一台机器（machine）上同时部署多个主节点（master）时如圖6-24所示。
如果这台机器出现故障或网络长时间中断当它重启恢复后，会有大量从节点（slave）针对这台机器的主节点进行全量复制会造成當前机器网络带宽耗尽。
如何避免 方法如下：
·应该把主节点尽量分散在多台机器上， 避免在单台机器上部署过多的主节点。
·当主节点所在机器故障后提供故障转移机制， 避免机器恢复后进行密集的全量复制
1）Redis通过复制功能实现主节点的多个副本。从节点可灵活地通過slaveof命令建立或断开复制流程
2）复制支持树状结构，从节点可以复制另一个从节点实现一层层向下的复制流。Redis2.8之后复制的流程分为：全量复制和部分复制全量复制需要同步全部主节点的数据集，大量消耗机器和网络资源而部分复制有效减少因网络异常等原因造成的不必要全量复制情况。通过配置合理的复制积压复制积压缓冲区10m尽量避免全量复制
3）主从节点之间维护心跳和偏移量检查机制，保证主从節点通信正常和数据一致
4）Redis为了保证高性能复制过程是异步的，写命令处理完后直接返回给客户端不等待从节点复制完成。因此从节點数据集会有延迟情况
5）当使用从节点用于读写分离时会存在数据延迟、过期数据、从节点可用性等问题，需要根据自身业务提前作出規避
6）在运维过程中，主节点存在多个从节点或者一台机器上部署大量主节点的情况下会有复制风暴的风险。
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