面试题：Redis部分重同步在内存资源消耗方面有哪些特点

Question

请阐述Redis部分重同步过程中，内存资源消耗的主要方面，以及这些消耗与全量重同步相比有何不同？

Answer 1

Redis部分重同步内存资源消耗主要方面

1. 复制偏移量和复制积压缓冲区：
   • 主节点维护一个复制积压缓冲区，这是一个固定大小的先进先出（FIFO）队列，用于记录最近执行的写命令。当从节点进行部分重同步时，主节点根据从节点发送的复制偏移量，在复制积压缓冲区中查找从节点缺失的部分数据。这部分缓冲区需要占用一定的内存空间，其大小可通过repl-backlog-size配置参数设置。
2. 主从节点间的网络缓冲区：
   • 在部分重同步过程中，主从节点之间需要通过网络传输部分数据。主节点会将从节点缺失的那部分写命令发送给从节点，这个过程中网络发送和接收缓冲区会占用一定内存。例如，主节点在将数据发送给从节点时，需要在内存中构建网络数据包，从节点接收数据时也需要相应的缓冲区来存储接收到的数据，直到这些数据被处理并应用到从节点的数据集。
3. 从节点应用写命令时的内存消耗：
   • 从节点接收到主节点发送的部分写命令后，需要将这些命令应用到自己的数据集中。在应用写命令的过程中，可能会导致从节点内存中的数据结构发生变化，例如新增键值对、修改现有值等，这就需要额外的内存来存储这些新产生或修改的数据。比如，当接收到一个SET key value命令，如果key不存在，从节点需要分配内存来存储这个新的键值对。

与全量重同步内存消耗的不同

1. 复制积压缓冲区与RDB文件：
   • 部分重同步：主要依赖复制积压缓冲区，这个缓冲区相对固定大小，通常根据业务写入量合理配置。例如，如果业务写操作频率较低，复制积压缓冲区设置较小也能满足部分重同步需求，内存消耗相对可控。
   • 全量重同步：主节点需要生成RDB文件，RDB文件会包含整个数据集，对于大型数据集，生成RDB文件以及传输RDB文件到从节点都需要占用大量内存。从节点加载RDB文件时也需要足够的内存来重建数据集，这可能会导致内存使用峰值较高。
2. 网络传输数据量及缓冲区消耗：
   • 部分重同步：只传输从节点缺失的部分数据，网络传输量小，因此网络缓冲区消耗相对较少。比如，如果从节点只是短时间断连，缺失的写命令较少，那么通过部分重同步，主从节点间传输的数据量有限，相应的网络缓冲区内存占用也低。
   • 全量重同步：需要传输整个数据集，网络传输量极大，主从节点的网络缓冲区都需要足够大来处理大量数据的传输，这会消耗较多的内存资源。特别是对于大数据集，网络缓冲区可能需要频繁调整大小以适应数据传输需求，进一步增加内存管理的复杂性和消耗。
3. 从节点应用数据时的内存消耗：
   • 部分重同步：从节点只需应用缺失的部分写命令，对内存数据结构的改动相对较小，新增或修改的数据量有限，因此在应用数据阶段内存消耗相对平稳且较小。
   • 全量重同步：从节点需要加载整个RDB文件并重建数据集，在这个过程中可能会导致内存数据结构的大规模重建和调整，可能会产生较多的内存碎片，并且在加载过程中可能会出现内存使用峰值，内存消耗相对较大且波动明显。