本文转自互联网
专业领域包括成都网站建设、成都网站设计、商城建设、微信营销、系统平台开发， 与其他网站设计及系统开发公司不同，成都创新互联的整合解决方案结合了帮做网络品牌建设经验和互联网整合营销的理念，并将策略和执行紧密结合，为客户提供全网互联网整合方案。
本系列文章将整理到我在GitHub上的《Java面试指南》仓库，更多精彩内容请到我的仓库里查看
https://github.com/h3pl/Java-Tutorial
喜欢的话麻烦点下Star哈
文章首发于我的个人博客：
www.how2playlife.com
本文是微信公众号【Java技术江湖】的《探索redis设计与实现》其中一篇，本文部分内容来源于网络，为了把本文主题讲得清晰透彻，也整合了很多我认为不错的技术博客内容，引用其中了一些比较好的博客文章，如有侵权，请联系作者。
该系列博文会告诉你如何从入门到进阶，Redis基本的使用方法，Redis的基本数据结构，以及一些进阶的使用方法，同时也需要进一步了解Redis的底层数据结构，再接着，还会带来Redis主从复制、集群、分布式锁等方面的相关内容，以及作为缓存的一些使用方法和注意事项，以便让你更完整地了解整个Redis相关的技术体系，形成自己的知识框架。
如果对本系列文章有什么建议，或者是有什么疑问的话，也可以关注公众号【Java技术江湖】联系作者，欢迎你参与本系列博文的创作和修订。
转自网络，侵删
早期的RDBMS被设计为运行在单个CPU之上，读写操作都由经单个数据库实例完成，复制技术使得数据库的读写操作可以分散在运行于不同CPU之上的独立服务器上，Redis作为一个开源的、优秀的key-value缓存及持久化存储解决方案，也提供了复制功能，本文主要介绍Redis的复制原理及特性。
数据库复制指的是发生在不同数据库实例之间，单向的信息传播的行为，通常由被复制方和复制方组成，被复制方和复制方之间建立网络连接，复制方式通常为被复制方主动将数据发送到复制方，复制方接收到数据存储在当前实例，最终目的是为了保证双方的数据一致、同步。
复制示意图
Redis的复制方式有两种，一种是主（master）-从（slave）模式，一种是从（slave）-从（slave）模式，因此Redis的复制拓扑图会丰富一些，可以像星型拓扑，也可以像个有向无环：
Redis集群复制结构图
通过配置多个Redis实例独立运行、定向复制，形成Redis集群，master负责写、slave负责读。
通过配置多个Redis实例，数据备份在不同的实例上，主库专注写请求，从库负责读请求，这样的好处主要体现在下面几个方面：
在一个Redis集群中，如果master宕机，slave可以介入并取代master的位置，因此对于整个Redis服务来说不至于提供不了服务，这样使得整个Redis服务足够安全。
在一个Redis集群中，master负责写请求，slave负责读请求，这么做一方面通过将读请求分散到其他机器从而大大减少了master服务器的压力，另一方面slave专注于提供读服务从而提高了响应和读取速度。
通过增加slave机器可以横向（水平）扩展Redis服务的整个查询服务的能力。
复制提供了高可用性的解决方案，但同时引入了分布式计算的复杂度问题，认为有两个核心问题：
上面两个问题，尤其是第一个问题是Redis服务实现一直在演变，致力于解决的一个问题。
Redis提供了提高数据一致性的解决方案，本文后面会进行介绍，一致性程度的增加虽然使得我能够更信任数据，但是更好的一致性方案通常伴随着性能的损失，从而减少了吞吐量和服务能力。然而我们希望系统的性能达到最优，则必须要牺牲一致性的程度，因此Redis的复制实时性和数据一致性是存在矛盾的。
举个例子，我们有四台redis实例，M1，R1、R2、R3，其中M1为master，R1、R2、R3分别为三台slave redis实例。在M1启动如下：
./redis-server ../redis8000.conf --port 8000
下面分别为R1、R2、R3的启动命令：
./redis-server ../redis8001.conf --port 8001 --slaveof 127.0.0.1 8000 ./redis-server ../redis8002.conf --port 8002 --slaveof 127.0.0.1 8000 ./redis-server ../redis8003.conf --port 8003 --slaveof 127.0.0.1 8000
这样，我们就成功的启动了四台Redis实例，master实例的服务端口为8000，R1、R2、R3的服务端口分别为8001、8002、8003，集群图如下：
Redis集群复制拓扑
上面的命令在slave启动的时候就指定了master机器，我们也可以在slave运行的时候通过slaveof命令来指定master机器。
Redis复制主要由SYNC命令实现，复制过程如下图：
Redis复制过程
上图为Redis复制工作过程：
值得注意的是，当slave跟master的连接断开时，slave可以自动的重新连接master，在redis2.8版本之前，每当slave进程挂掉重新连接master的时候都会开始新的一轮全量复制。如果master同时接收到多个slave的同步请求，则master只需要备份一次RDB文件。
上面复制过程介绍的最后提到，slave和master断开了、当slave和master重新连接上之后需要全量复制，这个策略是很不友好的，从Redis2.8开始，Redis提供了增量复制的机制：
增量复制机制
master除了备份RDB文件之外还会维护者一个环形队列，以及环形队列的写索引和slave同步的全局offset，环形队列用于存储最新的操作数据，当slave和maste断开重连之后，会把slave维护的offset，也就是上一次同步到哪里的这个值告诉master，同时会告诉master上次和当前slave连接的master的runid，满足下面两个条件，Redis不会全量复制：
满足上面两个条件，Redis就不会全量复制，这样的好处是大大的提高的性能，不做无效的功。
增量复制是由psync命令实现的，slave可以通过psync命令来让Redis进行增量复制，当然最终是否能够增量复制取决于环形队列的大小和slave的断线时间长短和重连的这个master是否是之前的master。
环形队列大小配置参数：
repl-backlog-size 1mb
Redis同时也提供了当没有slave需要同步的时候，多久可以释放环形队列：
repl-backlog-ttl 3600
免持久化机制官方叫做Diskless Replication，前面基于RDB文件写磁盘的方式可以看出，Redis必须要先将RDB文件写入磁盘，才进行网络传输，那么为什么不能直接通过网络把RDB文件传送给slave呢？免持久化复制就是做这个事情的，而且在Redis2.8.18版本开始支持，当然目前还是实验阶段。
值得注意的是，一旦基于Diskless Replication的复制传送开始，新的slave请求需要等待这次传输完毕才能够得到服务。
是否开启Diskless Replication的开关配置为：
repo-diskless-sync no
为了让后续的slave能够尽量赶上本次复制，Redis提供了一个参数配置指定复制开始的时间延迟：
repl-diskless-sync-delay 5
自从Redis2.6版本开始，支持对slave的只读模式的配置，默认对slave的配置也是只读。只读模式的slave将会拒绝客户端的写请求，从而避免因为从slave写入而导致的数据不一致问题。
和MySQL复制策略有点类似，Redis复制本身是异步的，但也提供了半同步的复制策略，半同步复制策略在Redis复制中的语义是这样的：
允许用户给出这样的配置：在maste接受写操作的时候，只有当一定时间间隔内，至少有N台slave在线，否则写入无效。
上面功能的实现基于Redis下面特性：
我们可以通过下面配置来指定时间间隔和N这个值：
min-slaves-to-write min-slaves-max-lag
当配置了上面两个参数之后，一旦对于一个写操作没有满足上面的两个条件，则master会报错，并且将本次写操作视为无效。这有点像CAP理论中的“C”，即一致性实现，虽然半同步策略不能够完全保证master和slave的数据一致性，但是相对减少了不一致性的窗口期。
本文在理解Redis复制概念和复制的优缺点的基础之上介绍了当前Redis复制工作原理以及主要特性，希望能够帮助大家。
