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逍遥子 曰:

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[原]Redis 数据同步机制分析  

2014-05-30 15:36:35|  分类: redis |  标签: |举报 |字号 订阅

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Redis的主从同步机制可以确保redis的master和slave之间的数据同步。按照同步内容的多少可以分为全同步和部分同步;按照同步的时机可以分为slave刚启动时的初始化同步和正常运行过程中的数据修改同步;本文将对这两种机制的流程进行分析。

全备份过程中,在slave启动时,会向其master发送一条SYNC消息,master收到slave的这条消息之后,将可能启动后台进程进行备份,备份完成之后就将备份的数据发送给slave,初始时的全同步机制是这样的:

(1)slave启动后向master发送同步指令SYNC,master接收到SYNC指令之后将调用该命令的处理函数syncCommand()进行同步处理;

(2)在函数syncCommand中,将调用函数rdbSaveBackground启动一个备份进程用于数据同步,如果已经有一个备份进程在运行了,就不会再重新启动了。

(3)备份进程将执行函数rdbSave()完成将redis的全部数据保存为rdb文件。

(4)在redis的时间事件函数serverCron(redis的时间处理函数是指它会定时被redis进行操作的函数)中,将对备份后的数据进行处理,在serverCron函数中将会检查备份进程是否已经执行完毕,如果备份进程已经完成备份,则调用函数backgroundSaveDoneHandler完成后续处理。

(5)在函数backgroundSaveDoneHandler中,首先更新master的各种状态,例如,备份成功还是失败,备份的时间等等。然后调用函数updateSlavesWaitingBgsave,将备份的rdb数据发送给等待的slave。

(6)在函数updateSlavesWaitingBgsave中,将遍历所有的等待此次备份的slave,将备份的rdb文件发送给每一个slave。另外,这里并不是立即就把数据发送过去,而是将为每个等待的slave注册写事件,并注册写事件的响应函数sendBulkToSlave,即当slave对应的socket能够发送数据时就调用函数sendBulkToSlave(),实际发送rdb文件的操作都在函数sendBulkToSlave中完成。

(7)sendBulkToSlave函数将把备份的rdb文件发送给slave。

上述函数调用过程如下图1所示:

[原]Redis 数据同步机制分析 - 逍遥子 - 逍遥子 曰:

 图1 redis全备份时master部分的的函数调用过程

二、数据修改操作的同步

Redis的正常部署中一般都是一个master用于写操作,若干个slave用于读操作,另外定期的数据备份操作也是单独选址一个slave完成,这样可以最大程度发挥出redis的性能。在部署完成,各master\slave程序启动之后,首先进行第一阶段初始化时的全同步操作,全同步操作完成之后,后续所有写操作都是在master上进行,所有读操作都是在slave上进行,因此用户的写操作需要及时扩散到所有的slave以便保持数据最大程度上的同步。Redis的master-slave进程在正常运行期间更新操作(包括写、删除、更改操作)的同步方式如下:

(1)master接收到一条用户的操作后,将调用函数call函数来执行具体的操作函数(此过程可参考另一文档《redis命令执行流程分析》),在该函数中首先通过proc执行操作函数,然后将判断操作是否需要扩散到各slave,如果需要则调用函数propagate()来完成此操作。

(2)propagate()函数完成将一个操作记录到aof文件中或者扩散到其他slave中;在该函数中通过调用feedAppendOnlyFile()将操作记录到aof中,通过调用replicationFeedSlaves()将操作扩散到各slave中。

(3)函数feedAppendOnlyFile()中主要保存操作到aof文件,在该函数中首先将操作转换成redis内部的协议格式,并以字符串的形式存储,然后将字符串存储的操作追加到aof文件后。

(4)函数replicationFeedSlaves()主要将操作扩散到每一个slave中;在该函数中将遍历自己下面挂的每一个slave,以此对每个slave进行如下两步的处理:将slave的数据库切换到本操作所对应的数据库(如果slave的数据库id与当前操作的数据id不一致时才进行此操作);将命令和参数按照redis的协议格式写入到slave的回复缓存中。写入切换数据库的命令时将调用addReply,写入命令和参数时将调用addReplyMultiBulkLen和addReplyBulk,函数addReplyMultiBulkLen和addReplyBulk最终也将调用函数addReply。

(5)在函数addReply中将调用prepareClientToWrite()设置slave的socket写入事件处理函数sendReplyToClient(通过函数aeCreateFileEvent进行设置),这样一旦slave对应的socket发送缓存中有空间写入数据,即调用sendReplyToClient进行处理。

(6)函数sendReplyToClient()的主要功能是将slave中要发送的数据通过socket发出去。

[原]Redis 数据同步机制分析 - 逍遥子 - 逍遥子 曰:

 

图2、redis操作过程中数据同步的函数调用关系

图中的序号表示调用的先后关系,同级之间的序号才有意义。

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