06 | 数据同步：主从库如何实现数据一致？

精选留言(44)

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  Geek_121747 置顶

  老师，我对repl_backlog_buffer有点疑问，
  
  文中描述1：“因为 repl_backlog_buffer 是一个环形缓冲区，所以在缓冲区写满后，主库会继续写入，此时，就会覆盖掉之前写入的操作。如果从库的读取速度比较慢，就有可能导致从库还未读取的操作被主库新写的操作覆盖了，这会导致主从库间的数据不一致。”
  
  文中描述2：我特别建议你留意一下 repl_backlog_size 这个配置参数。如果它配置得过小，在增量复制阶段，可能会导致从库的复制进度赶不上主库，进而导致从库重新进行全量复制。
  
  我的疑问是，如果在网络断开期间，repl_backlog_size环形缓冲区写满之后，从库是会丢失掉那部分被覆盖掉的数据，还是直接进行全量复制呢？

  作者回复: 我看到还有几个同学在问类似的这个问题，大家都思考的很仔细，非常好!
  
  对于这个问题来说，有两个关键点：
  1. 一个从库如果和主库断连时间过长，造成它在主库repl_backlog_buffer的slave_repl_offset位置上的数据已经被覆盖掉了，此时从库和主库间将进行全量复制。
  
  2. 每个从库会记录自己的slave_repl_offset，每个从库的复制进度也不一定相同。在和主库重连进行恢复时，从库会通过psync命令把自己记录的slave_repl_offset发给主库，主库会根据从库各自的复制进度，来决定这个从库可以进行增量复制，还是全量复制。

  2020-08-17

   1

   19
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  Kaito

  主从全量同步使用RDB而不使用AOF的原因：
  
  1、RDB文件内容是经过压缩的二进制数据（不同数据类型数据做了针对性优化），文件很小。而AOF文件记录的是每一次写操作的命令，写操作越多文件会变得很大，其中还包括很多对同一个key的多次冗余操作。在主从全量数据同步时，传输RDB文件可以尽量降低对主库机器网络带宽的消耗，从库在加载RDB文件时，一是文件小，读取整个文件的速度会很快，二是因为RDB文件存储的都是二进制数据，从库直接按照RDB协议解析还原数据即可，速度会非常快，而AOF需要依次重放每个写命令，这个过程会经历冗长的处理逻辑，恢复速度相比RDB会慢得多，所以使用RDB进行主从全量同步的成本最低。
  
  2、假设要使用AOF做全量同步，意味着必须打开AOF功能，打开AOF就要选择文件刷盘的策略，选择不当会严重影响Redis性能。而RDB只有在需要定时备份和主从全量同步数据时才会触发生成一次快照。而在很多丢失数据不敏感的业务场景，其实是不需要开启AOF的。
  
  另外，需要指出老师文章的错误：“当主从库断连后，主库会把断连期间收到的写操作命令，写入 replication buffer，同时也会把这些操作命令也写入 repl_backlog_buffer 这个缓冲区。”
  
  1、主从库连接都断开了，哪里来replication buffer呢？
  
  2、应该不是“主从库断连后”主库才把写操作写入repl_backlog_buffer，只要有从库存在，这个repl_backlog_buffer就会存在。主库的所有写命令除了传播给从库之外，都会在这个repl_backlog_buffer中记录一份，缓存起来，只有预先缓存了这些命令，当从库断连后，从库重新发送psync $master_runid $offset，主库才能通过$offset在repl_backlog_buffer中找到从库断开的位置，只发送$offset之后的增量数据给从库即可。
  
  有同学对repl_backlog_buffer和replication buffer理解比较混淆，我大概解释一下：
  
  1、repl_backlog_buffer：就是上面我解释到的，它是为了从库断开之后，如何找到主从差异数据而设计的环形缓冲区，从而避免全量同步带来的性能开销。如果从库断开时间太久，repl_backlog_buffer环形缓冲区被主库的写命令覆盖了，那么从库连上主库后只能乖乖地进行一次全量同步，所以repl_backlog_buffer配置尽量大一些，可以降低主从断开后全量同步的概率。而在repl_backlog_buffer中找主从差异的数据后，如何发给从库呢？这就用到了replication buffer。
  
  2、replication buffer：Redis和客户端通信也好，和从库通信也好，Redis都需要给分配一个 内存buffer进行数据交互，客户端是一个client，从库也是一个client，我们每个client连上Redis后，Redis都会分配一个client buffer，所有数据交互都是通过这个buffer进行的：Redis先把数据写到这个buffer中，然后再把buffer中的数据发到client socket中再通过网络发送出去，这样就完成了数据交互。所以主从在增量同步时，从库作为一个client，也会分配一个buffer，只不过这个buffer专门用来传播用户的写命令到从库，保证主从数据一致，我们通常把它叫做replication buffer。
  
  3、再延伸一下，既然有这个内存buffer存在，那么这个buffer有没有限制呢？如果主从在传播命令时，因为某些原因从库处理得非常慢，那么主库上的这个buffer就会持续增长，消耗大量的内存资源，甚至OOM。所以Redis提供了client-output-buffer-limit参数限制这个buffer的大小，如果超过限制，主库会强制断开这个client的连接，也就是说从库处理慢导致主库内存buffer的积压达到限制后，主库会强制断开从库的连接，此时主从复制会中断，中断后如果从库再次发起复制请求，那么此时可能会导致恶性循环，引发复制风暴，这种情况需要格外注意。

  2020-08-17

   40

   97
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  Geek_121747

  每课一问：1.因为AOF文件比RDB文件大，网络传输比较耗时，
                2.从库在初始化数据时，RDB文件比AOF文件执行更快

  2020-08-17

  

   8
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  Darren

  上一条评论有误，已经删除，请通过本条评论
  
  repl_backlog_size这个参数很重要，因为如果满了，就需要重新全量复制，默认是1M，所以之前网上就流传1个段子，如果一个公司说自己体量如何大，技术多么牛，要是repl_backlog_size参数是默认值，基本可以认为要不业务体量吹牛逼了，要不就没有真正的技术牛人。
  
  主从复制的另一种方式：基于硬盘和无盘复制
  可以通过这个参数设置
  repl-diskless-sync
  复制集同步策略：磁盘或者socket
  新slave连接或者老slave重新连接时候不能只接收不同，得做一个全同步。需要一个新的RDB文件dump出来，然后从master传到slave。可以有两种情况：
   1）基于硬盘（disk-backed）：master创建一个新进程dump RDB，完事儿之后由父进程（即主进程）增量传给slaves。
   2）基于socket（diskless）：master创建一个新进程直接dump RDB到slave的socket，不经过主进程，不经过硬盘。
  
  当基于 disk-backed 复制时，当 RDB 文件生成完毕，多个 replicas 通过排队来同步 RDB 文件。
  
  当基于diskless的时候，master等待一个repl-diskless-sync-delay的秒数，如果没slave来的话，就直接传，后来的得排队等了。否则就可以一起传。适用于disk较慢，并且网络较快的时候，可以用diskless。（默认用disk-based）
  
  
  回答下课后问题：
      1、RDB读取快，这样从库可以尽快完成RDB的读取，然后入去消费replication buffer的数据。如果是AOF的话，AOF体积大，读取慢，需要更大的replication buffer，如果一个主节点的从节点多的话，就需要更大的内存去处理；
      2、AOF文件是append追加模式，同时读写需要考虑并发安全问题，并且AOF是文本文件，体积较大，浪费网络带宽。
  
  最后问老师个问题哈，就是bgsave生成的rdb文件什么时候“过期”，或者有过期的说法吗？比如我2个从节点执行replicaof（或者slaveof），主节点是同一个，这中情况下，rdb生成1次还是2次？

  2020-08-17

   1

   7
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  Geek_33c084

  主从复制的流程：1.建立链接；2.rdb全量复制；2.网络长链接复制。
  主-从-从的级联主从复制模式:减少主库的bgsave压力，减少网络传输的压力
  断网重连：repl_backlog_size环形缓冲区，存在覆盖情况。主库还可以根据slave_repl_offset判断是全量复制，还是增量复制

  作者回复: 不错的总结！

  2020-08-18

  

   2
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  QFY

  课后题：
  aof记录的是命令，如果是首次主从全量复制，而且如果aof文件还没被重写会存在对一个key的反复操作，那么效率会比较低
  
  疑问：
  【repl_backlog_buffer 是一个环形缓冲区，主库会记录自己写到的位置，从库则会记录自己已经读到的位置】针对这一句，这个repl_backlog_buffer是在主库上面，但是他同时要记录master_repl_offset和slave_repl_offset，这个slave_repl_offset是每个从库记录一个还是共用一个？如果是共用一个，那如果有两个从库正在恢复，一个正常恢复把slave_repl_offset往前推了，另一个从库在恢复的过程中又断了，但是再恢复的时候slave_repl_offset已经往前推了，中间就有一部分数据丢失了，这个情况该怎么办了（这个情况可能有点极端）
  

  作者回复: 善于思考，非常棒！
  
  repl_backlog_buffer是所有从库共享的，不过正如文章中说的，slave_repl_offset是由从库自己记录的，这也是因为每个从库的复制进度不一定相同。
  
  从库断连后再恢复时，会给主库发送psync命令，并把自己当前的slave_repl_offset发给主库。所以，在你所说的情况下，正常恢复的从库推进的slave_repl_offset是它自己记录的，不会影响到第二个从库。
  
  第二个从库断连后再恢复，只要slave_repl_offset指向的数据没有被覆盖，就能继续恢复。
  
  希望解答了你的问题 :)

  2020-08-17

   1

   2
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  tt

  我觉得之所以主从库间的数据复制同步使用的是 RDB 文件，是因为主从复制要解决的是不同节点之间状态的一致性问题，RDB文件的内容正好是某一个时间点主库的状态
  
  AOF文件则不同，其内容本质上是操作而不是状态，内容存在大量冗余。主从复制本质上是一个最终一致性的过程，为了减少不一致的时间窗口的大小，采用RDB文件是最合适的。

  2020-08-17

  

   2
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  test

  课后题：aof比rdb大，rdb加载起来比aof快。

  2020-08-17

  

   2
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  赖阿甘

  我有个疑问，为什么要有两个缓冲区，replication buffer和repl_backlog_buffer ，这两个缓冲区的区别是什么？replication buffer缓冲区是每个从库的连接都有一个吗？按照我的理解，replication buffer在第一次连接时完成全量复制(包括复制期间主库又接收到的新操作)，进入长连接复制之后这个缓冲区就应该没有作用了，但是为什么主从断联之后，主库还要把接受到的写命令都记录到这两个缓冲区，照理说只需要记录到repl_backlog_buffer就可以了，还望老师解答

  2020-08-17

   1

   2
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  不负青春不负己🤘

  我问个问题 psync 这个动作 执行 RDB 全量数据，是直接传输到从库上，还是先落到主redis 磁盘上

  作者回复: Redis在全量复制时，既支持先生成RDB文件，再把RDB文件传给从库，也支持在主库上直接通过socket把数据传给从库，这称为无盘复制。
  
  如果运行主库的机器磁盘性能不太好，但是网络性能不错的话，可以考虑无盘复制。

  2020-08-18

  

   1
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  吕

  我有个疑问，redis我记得是AOF和RDB只能选择一个，要么开启AOF，要么开启RDB，如果master开启了AOF，那这是的RDB又怎么开启的呢？还是说master会同时开启AOF和RDB？

  作者回复: Redis中RDB是默认开启的。同时，你可以在配置文件中设置appendonly yes，这样就可以把AOF也开启了。
  
  在RDB和AOF同时开启后，在进行恢复时，会优先使用AOF进行恢复。
  
  

  2020-08-18

  

   1
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  曾轼麟

  使用RDB主要是有以下几个原因：
  1、首先RDB和AOF最大的区别就是，RDB是内存快照，而AOF记录的是数据变化的过程，在全量初始化的情况下肯定是快照更优，RDB作为数据初始化的方式也更加快
  2、是针对RDB和AOF的文件大小问题，AOF是数据变化的过程（动态变化），相比于RDB不利于压缩，使用RDB在传输文件的时候可以更好的节约网络资源
  3、进行主从同步并不是只使用RDB，而是RDB + 缓冲区的方式，这样可以保证bgsave期间的数据任然能同步
  
  在生产环境中主从复制会经常出现以下两种情况：1、从服务器重启，2、主服务器宕机
  在早期Redis中每次出现意外进行重新同步都是使用RDB的方式（sync），会导致很大的开销,于是在Redis2.8开始实现了部分重同步的功能psync
  psync 的格式如下：psync <Master-Run-ID> <OFFSET> ,通过缓冲区 + offset的方式来避免每次进行完全重同步
  
  为了保证数据的最终一致性现如今Redis也具备两种同步方式：
  1、完全重同步（RDB同步）
  2、部分重同步（缓冲区同步）
  
  【完全重同步】的开销是很大的（走bgsave），生产环境中希望尽可能的使用【部分重同步】，但是【部分重同步】的条件也比较苛刻条件如下：
  1、从服务器两次执行 RUN_ID 必须相等
  2、复制偏移量必须包含在复制缓冲区中
  
  也由于这些原因，Redis4.0的时候提出了psync2的方式，主要改进点在两个方面：
  1、RDB文件中用于存放辅助字段的 AUX_FIELD_KEY_VALUE_PAIRS 中保存主服务器的RUN_ID，当从服务器恢复的时候能避免进行完全重同步
  2、在新易主的服务器中冗余上一个主服务器的RUN_ID 和 offset 分别存放在 server.replid2 和 server.second_replid_offset 这两个字段中，这样避免主从切换后发生完全重同步

  2020-08-18

  

   1
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  王聪

  看了课程内容,不看评论绝对是一种损失

  作者回复: 咱们评论区有不少同学的回复都很棒，思考问题非常仔细、周全和深入。
  
  读评论区是一次非常好的再学习过程 :)

  2020-08-17

  

   1
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  Monday

  repl_backlog_buffer是以从库为粒度保存的吧，也就说在一主多从的情况下，主会分别保存多每个从库的处理位置吧。
  思考题：
  1、rdb比aof通常情况下会大些，
  2、传播起来更耗带宽等资源
  3、从库恢复更耗时间
  

  作者回复: 如果“以从库为粒度保存”是指每个从库有自己的复制位置，那就没问题。
  
  我也再解释下，repl_backlog_buffer就是一块内存空间，被所有从库共享的。不过每个从库会记录自己的复制位置，重新同步时也会发给主库。
  

  2020-08-17

   1

   1
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  醉、随风🙄 🙄

  我有个问题，为什么一定要同时存在repl_backlog_buffer和replication buffer两个缓冲区，而且repl_backlog_buffer确要定义成环形的。我觉得是否可以定义成一个链表，然后主库的offset与从库的offset都指向链表中某个元素，redis定时清理从库offset之前的数据，这样不是做到了既能增量同步，也不用担心因为并发过大造成的同步数据丢失。

  2020-08-17

   1

   1
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  猿人谷

  补充一个知识点：主从模式下，Redis能否读到过期键？
  当 Redis 运行在主从模式下时，从库不会进行过期扫描，从库对过期键的处理是被动的。也就是即使从库中的 key 过期了，如果有客户端访问从库时，依然可以得到 key 对应的值，像未过期的键值对一样返回。

  2020-08-17

   1

   1
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  Mr.蜜

  我有一个疑问，环形缓冲期再大，也会出问题，那么如果遇到这类问题，导致数据不同步怎么处理？比方说，一个从库长断网以后，长时间没有联网处理。

  作者回复: 没错，环形缓冲区再大，在某些时候，就如你所说的从库长期断网时，也会出问题。
  
  其实从库正常情况下会每秒给主库发送一个replconf ack命令，主库会根据这个命令的达到时间判断和从库的连网情况。如果距离最后一次ack命令收到的时间已经超过了repl_timeout时间，就会和从库断开连接了。
  
  从库再和主库连接时，会发送自己的复制进度，如果要复制内容在缓冲区中已经被覆盖了，那么就不再做增量复制了，而是进行全量复制。

  2020-08-17

  

   1
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  Jackey

  印象中Redis在repl_backlog_buffer写满了之后会触发一次全量复制，以此来保证被覆盖的数据不丢失。不知道对不对

  2020-08-17

   1

   1
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  等风来🎧

  如果并大量特别大，增量复制的时候，从库的消费的偏移量仍不在主库的环形缓存池中，应该会进行一次全量复制，这个老师好像没有提到

  作者回复: 咱们有同学问到了类似slave_repl_offset被覆盖的这个问题，你的回复就是答案。 :)
  
  我在文章小结中有提到了一句“通过调大这个参数（repl_backlog_size），可以减少从库在网络断连时全量复制的风险”，这种情况就是因为repl_backlog被覆盖写了，导致从库开始全量复制。不过这句的确不明显，不容易让大家注意，都是我的错。。。

  2020-08-17

  

   1
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  Geek_325aee

  老师我有个问题，我看到源码slave psync过程中，有slave共用rdb的情形，如下：
  （1）slave1发送psync，需要fullsync，master回复给slave1此时的master_repl_offset记为n
  （2）之后master开始接收写命令，增加master_repl_offset的值记为n+1，并将写命令写入到slave1的replication_buffer中
  （3）此时slave2来psync，master回复给slave1此时的master_repl_offset的值，即n+1；之后master发现正在为slave1生成rdb，那么为slave2复用这个rdb，再将slave1的replication_buffer中的内容复制给slave2；
  （4）当rdb生成完成后，将rdb发送给两个slave，并将缓冲区的命令集合发送出去。但是此时slave2的初始master_repl_offset值比slave1的多了1。此时slave2的这个repl_offset值就是错误的，实际上应该是从n开始累加。
  
  不知道我这里漏掉了什么步骤，或者理解错误？求老师解答。。
  
  我看的redis源码版本是3.0

  2020-08-25

  

  