06 | 数据同步:主从库如何实现数据一致?
06 | 数据同步:主从库如何实现数据一致?
讲述:蒋德钧
时长16:25大小15.04M
主从库间如何进行第一次同步?
主从级联模式分担全量复制时的主库压力
主从库间网络断了怎么办?
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- Geek_121747置顶2020-08-17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?展开
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。
共 30 条评论236 - 健康创客小辉辉置顶2022-06-24涨知识了
- Kaito2020-08-17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。展开共 99+ 条评论1274
- 注定非凡2020-08-22一,作者讲了什么? Redis的主从库数据同步机制的诞生背景和运行机制 二,作者是怎么把这事给讲明白的? 1, 作者首先介绍了主从库诞生需求背景:(写到这让我想起许式伟在架构课中提到的:拆解架构的两个核心:需求和规格) 为了实现Redis的高可用性,需要有多个redis实例,并且要保证多个实例数据一致(CAP定理:一致性,可用性,分区容错性) 2,介绍Redis的主从库间的工作机制:读写分离,主库负责接收读写请求,从库负责接收读请求,为保证从库可以正确的响应读请求,主库需要向从库同步数据 3,详细介绍了主从同步的机制:同步时间,同步内容,异常处理,失败补偿 三,作者为了讲明白,讲了哪些要点?有哪些亮点? 1,亮点1:Redis采用读写分离的好处:避免了加锁,实例间协商是否完成修改等复杂操作 1,亮点2:全量同步的发生时机:首次上线 和 从库的环形缓冲区位置标识被覆盖 2,亮点3:增量同步保障机制依赖于一个特殊的数据结构:环形缓冲区 3,要点1:首次同步分为三个阶段,①:建立连接,②:同步RDB文件,③:同步增量数据 4,要点2:全量同步需要主机fork子进程,产生全量RDB文件,并发送,为了减轻主机的压力,从机之间也可用互相同步 5,要点3:增量同步可以缓解主机全量同步的压力,它需要特殊机制保障:replication buffer,环形缓冲区,master_repl_offset,slave_repl_offset 6,要点4:从机的同步位置标识,在环形缓冲区被覆盖后,会触发新的一轮全量同步,所repl_backlog_buffer的大小是redis重要的调优参数 7,要点5:主从同步有三种机制:全量同步,基于长链接的命令传播(在写这个笔记时把它忽略了),增量同步 四,对于作者所讲,我有哪些发散性思考? 1,作者在介绍数据备份和数据同步时,都提到了单个redis的实例不宜过大 2,同步机制不止是redis需要,kafka,mysql中也需要,这个需要去看看他们是怎么设计的 3,作者介绍的redis数据一致性保障机制是很有趣,对于异常的处理机制值得学习 五,在未来的哪些场景里,我能够使用它? 1,以后面试,redis的数据备份和数同步可以不怂了 2,分布式系统的三定律有了联系对象 六,评论区的收获 从@Kaito 大神 那里了解到, 1,repl_backlog_buffer,是随着主机一起诞生的 2,主机和所有的clent端(包括从机)都会建立一个对应的buffer 3,replication buffer是与每个clent端一一对应 4,redis的所有写命令除了用于长链接广播,还都会写入repl_backlog_buffer展开共 11 条评论99
- 不负青春不负己🤘2020-08-18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。
共 5 条评论43 - Mr.蜜2020-08-17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。
共 5 条评论35 - 祝康力2020-08-18老师,主从库的复制,是异步的吗?那就保证不了强一制了,文章没有提及这一点
作者回复: Redis主从库的复制是异步的,主库收到命令操作后,在本地执行完成后,就会返回给客户端,并不会等到和从库同步完成后才返回给客户端。 如果从库同步较慢的话,例如从库正在执行bigkey操作,那么复制进度就会落后,此时,从库数据不是强一致性保证。
共 8 条评论29 - Darren2020-08-17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?展开共 4 条评论27
- 我不用网名2020-08-17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 :)
共 3 条评论18 - QFY2020-08-17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)展开
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 :)
共 2 条评论17 - Geek_33c0842020-08-18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!
12 - 曾轼麟2020-08-18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展开共 2 条评论10
- 赖阿甘2020-08-17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,还望老师解答展开共 10 条评论10
- 等风来🎧2020-08-17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。。。
10 - Geek_1217472020-08-17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文件执行更快共 1 条评论10
- Geek_e0ee482020-08-26你好,老师: 请教下,由于redis的读写分离和命令传播,那么主库和从库势必存在数据不一致的瞬间。当应用读到这种不一致的数据需要怎么处理?共 3 条评论9
- heyman2020-08-20老师,客户端写入数据只能从主库写入,读数据可以从主库或者从库读取。请问这个是怎么控制的?客户端要自己实现吗?客户端是怎么知道要往哪个节点写?
作者回复: 这个需要客户端实现(例如Redisson客户端),或者在客户端和集群间增加一个proxy才行,由客户端或proxy先行判断是读操作还是写操作,再把读、写操作发给从库或主库
共 2 条评论9 - 慌张而黑糖2020-09-15不知道有没有很极端的情况,就是主库的偏移量的绕着环形缓冲区转一圈又跑到从库的前面。共 4 条评论8
- 似水2020-11-18有个疑问,怎么保证读取的数据是最新的?从主库中写操作之后同步到从库需要时间的吧,那这段时间的读取怎么办呢共 2 条评论7
- 吕2020-08-18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。
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