Redis多機資料庫的實作離不開複制功能，在複制功能的基礎之上，結合《Redis常見部署架構》，實作高可用的多機資料庫解決方案。
主從複制
在Redis中，可以通過執行REPLICAOF指令或者設定replicaof選項（SLAVEOF指令在cluster模式下禁用），讓一個伺服器去複制另一個伺服器，我們稱該模式為主從複制模式。Redis主從複制模式主要由SYNC/PSYNC指令實作，主從複制模式是實作Redis可靠性架構的方式之一。SYNC/PSYNC指令主要差別在于PSYNC可以實作slave斷線重連後的增量複制，而SYNC是每次全量複制效率非常低，在Redis高版本中該指令已經棄用。
首次複制
斷線重連增量複制
部分重同步實作
部分重同步功能由一下三個部分構成：
- 主伺服器複制偏移量和從伺服器複制偏移量
- 主伺服器複制積壓緩沖區
- 伺服器運作ID
複制涉及的資料結構
複制偏移量
主伺服器和從服務給自維護一個複制偏移量
複制偏移量
複制積壓緩沖區
複制積壓緩沖區是一個固定長度的FIFO隊列，當master開始複制時會進行雙寫，即同時寫入複制積壓緩沖區和slave
複制積壓緩沖區
複制流程
Master複制流程
- 在slave通過REPLICAOF指令設定master的ip位址及端口位址。
- slave通過設定的ip端口開始與master開始建立套接字連接配接。
- slave成為master的用戶端之後，首先做的事情就是向master發送PING指令（為了保證master的可用性）。
- slave收到master回複的PONG後需要進行身份認證，slave通過AUTH密碼到master認證（此步驟在認證關閉的情況下不需要做）。
- 認證完成後slave通過REPLICAOF指令向master發送複制監聽端口号。
- 上述準備工作完成之後，slave将向master發送PSYNC指令，開始執行同步操作，master執行流程見上圖。
- 完成同步操作後，master将會進入指令傳播階段，slave将一直接受master發來的寫指令。
主從複制一緻性機制
主從複制時過期時間一緻性
1）master在執行寫指令傳播時對設計過期時間的指令做轉換操作：
- 會将EXPIREP/EXPIRE/EXPIREAT 轉換為 PEXPIREAT 。
- 會将SETEX/PSETEX 轉換為 SET 和 PEXPIREAT 兩個指令。
- 會将SET [EX seconds][PX milliseconds] 轉換為 SET 和 PEXPIREAT 兩個指令。
2）官網在《Replication》一節介紹到關于slave複制過期key的政策，具體如下：
- slave 不會讓 key 過期，而是等待 master 讓 key 過期。當一個 master 讓一個 key 到期（或由于 LRU 算法将之驅逐）時，它會合成一個 DEL 指令并傳輸到所有的 slave。
- 但是，由于這是 master 驅動的 key 過期行為，master 無法及時提供 DEL 指令，是以有時候 slave 的記憶體中仍然可能存在在邏輯上已經過期的 key 。為了處理這個問題，slave 使用它的邏輯時鐘以報告隻有在不違反資料集的一緻性的讀取操作（從主機的新指令到達）中才存在 key。用這種方法，slave 避免報告邏輯過期的 key 仍然存在。在實際應用中，使用 slave 程式進行縮放的 HTML 碎片緩存，将避免傳回已經比期望的時間更早的資料項。
- 在Lua腳本執行期間，不執行任何 key 過期操作。當一個Lua腳本運作時，從概念上講，master 中的時間是被當機的，這樣腳本運作的時候，一個給定的鍵要麼存在要麼不存在。這可以防止 key 在腳本中間過期，保證将相同的腳本發送到 slave ，進而在二者的資料集中産生相同的效果。
心跳檢測
- slave預設會每秒一次的頻率向master發送REPLICAOF ACK <slave複制偏移量> 用于檢測與master網絡連接配接情況及指令是否存在丢失；
- master則通過min-slaves配置可以判斷當指定延遲内的slave數量少于指定數量時，master将拒絕執行寫指令傳播。
- 每次心跳master接收到slave發送的複制偏移量後，将會與自己的複制偏移量做對比，如果小于自身偏移量，則master将會在複制緩沖區中找到缺失的部分發送給slave（與部分重同步類似，兩者差別在于：部分重同步是發生在slave斷連後重連恢複複制時）
以上就是Redis對象系統介紹，如果各位還想了解更多，歡迎評論+關注[送心]，Redis圖解系列專欄持續更新中。