部分同步的實現(xiàn)

部分重同步功能由以下三個部分構(gòu)成：

• 主服務(wù)器的 復(fù)制偏移量 （replication offset）和從服務(wù)器的復(fù)制偏移量；
• 主服務(wù)器的復(fù)制積壓緩沖區(qū) （replication backlog）；
• 服務(wù)器的運行ID （run ID）。

復(fù)制偏移量

執(zhí)行復(fù)制的雙方——主服務(wù)器和從服務(wù)器會分別維護(hù)一個復(fù)制偏移量：

• 主服務(wù)器每次向從服務(wù)器傳播N個字節(jié)的數(shù)據(jù)時，就將自己的復(fù)制偏移量的值加上N；
• 從服務(wù)器每次收到主服務(wù)器傳播來的N個字節(jié)的數(shù)據(jù)時，就將自己的復(fù)制偏移量的值加上N；

通過對比主從服務(wù)器的復(fù)制偏移量，程序可以很容易地知道主從服務(wù)器是否處于一致狀態(tài)：

• 如果主從服務(wù)器處于一致狀態(tài)，那么主從服務(wù)器兩者的偏移量總是相同的；
• 相反，如果主從服務(wù)器兩者的偏移量并不相同，那么說明主從服務(wù)器并未處于一致狀態(tài)。

如下面的情況：

假設(shè)從服務(wù)器A在斷線之后就立即重新連接主服務(wù)器，并且成功，那么接下來， 從服務(wù)器將向主服務(wù)器發(fā)送PSYNC命令，報告從服務(wù)器A當(dāng)前的復(fù)制偏移量為10107 ，那么這時，主服務(wù)器應(yīng)該對從服務(wù)器執(zhí)行完整重同步還是部分重同步呢？如果執(zhí)行部分重同步的話，主服務(wù)器又如何補(bǔ)償從服務(wù)器A在斷線期間丟失的那部分?jǐn)?shù)據(jù)呢？以上問題的答案都和復(fù)制積壓緩沖區(qū)有關(guān)。

復(fù)制積壓緩沖區(qū)

復(fù)制積壓緩沖區(qū)是由主服務(wù)器維護(hù)的一個固定長度（fixed-size）先進(jìn)先出（FIFO）隊列，默認(rèn)大小為1MB。

和普通先進(jìn)先出隊列隨著元素的增加和減少而動態(tài)調(diào)整長度不同，固定長度先進(jìn)先出隊列的長度是固定的，當(dāng)入隊元素的數(shù)量大于隊列長度時，最先入隊的元素會被彈出，而新元素會被放入隊列。

當(dāng)主服務(wù)器進(jìn)行命令傳播時，它不僅會將寫命令發(fā)送給所有從服務(wù)器，還會將寫命令入隊到復(fù)制積壓緩沖區(qū)里面，如圖所示。

因此，主服務(wù)器的復(fù)制積壓緩沖區(qū)里面會保存著一部分最近傳播的寫命令，并且復(fù)制積壓緩沖區(qū)會為隊列中的每個字節(jié)記錄相應(yīng)的復(fù)制偏移量，就像下表所示的那樣：

當(dāng)從服務(wù)器重新連上主服務(wù)器時，從服務(wù)器會通過PSYNC命令將自己的復(fù)制偏移量offset發(fā)送給主服務(wù)器，主服務(wù)器會根據(jù)這個復(fù)制偏移量來決定對從服務(wù)器執(zhí)行何種同步操作：

• 如果offset偏移量之后的數(shù)據(jù)（也即是偏移量offset+1開始的數(shù)據(jù)）仍然存在于復(fù)制積壓緩沖區(qū)里面，那么主服務(wù)器將對從服務(wù)器執(zhí)行部分重同步操作；
• 相反，如果offset偏移量之后的數(shù)據(jù)已經(jīng)不存在于復(fù)制積壓緩沖區(qū)，那么主服務(wù)器將對從服務(wù)器執(zhí)行完整重同步操作。

根據(jù)需要調(diào)整復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小

Redis為復(fù)制積壓緩沖區(qū)設(shè)置的默認(rèn)大小為1MB，如果主服務(wù)器需要執(zhí)行大量寫命令，又或者主從服務(wù)器斷線后重連接所需的時間比較長，那么這個大小也許并不合適。如果復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小設(shè)置得不恰當(dāng)，那么PSYNC命令的復(fù)制重同步模式就不能正常發(fā)揮作用，因此，正確估算和設(shè)置復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小非常重要。

復(fù)制積壓緩沖區(qū)的最小大小可以根據(jù)公式 second * write_size_per_second來估算：

• 其中second為從服務(wù)器斷線后重新連接上主服務(wù)器所需的平均時間（以秒計算）；
• 而write_size_per_second則是主服務(wù)器平均每秒產(chǎn)生的寫命令數(shù)據(jù)量（協(xié)議格式(RESP協(xié)議)的寫命令的長度總和）；

例如，如果主服務(wù)器平均每秒產(chǎn)生 1MB 的寫數(shù)據(jù)，而從服務(wù)器斷線之后平均要5秒才能重新連接上主服務(wù)器，那么復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小就不能低于5MB。

為了安全起見，可以將 復(fù)制積壓緩沖區(qū)的大小 = 2 * second * write_size_per_second，這樣可以保證絕大部分?jǐn)嗑€情況都能用部分同步來處理。

至于復(fù)制積壓緩沖區(qū)大小的修改方法，可以參考配置文件中關(guān)于 repl-backlog-size 選項的說明。

服務(wù)器運行ID

除了復(fù)制偏移量和復(fù)制積壓緩沖區(qū)之外，實現(xiàn)部分重同步還需要用到服務(wù)器運行ID（run ID）：

• 每個Redis服務(wù)器，不論主服務(wù)器還是從服務(wù)，都會有自己的運行ID；
• 運行ID在服務(wù)器啟動時自動生成，由40個隨機(jī)的十六進(jìn)制字符組成，例如 53b9b28df8042fdc9ab5e3fcbbbabff1d5dce2b3；

當(dāng)從服務(wù)器對主服務(wù)器進(jìn)行初次復(fù)制時，主服務(wù)器會將自己的運行ID傳送給從服務(wù)器，而從服務(wù)器則會將這個運行ID保存起來（注意哦，是從服務(wù)器保存了主服務(wù)器的ID）。

當(dāng)從服務(wù)器斷線并重新連上一個主服務(wù)器時，從服務(wù)器將向當(dāng)前連接的主服務(wù)器發(fā)送之前保存的運行ID：

• 如果從服務(wù)器保存的運行ID和當(dāng)前連接的主服務(wù)器的運行ID相同，那么說明從服務(wù)器斷線之前復(fù)制的就是當(dāng)前連接的這個主服務(wù)器，主服務(wù)器可以繼續(xù)嘗試執(zhí)行部分重同步操作；
• 相反地，如果從服務(wù)器保存的運行ID和當(dāng)前連接的主服務(wù)器的運行ID并不相同，那么說明從服務(wù)器斷線之前復(fù)制的主服務(wù)器并不是當(dāng)前連接的這個主服務(wù)器，主服務(wù)器將對從服務(wù)器執(zhí)行完整重同步操作。