面试题：Redis旧版复制功能在集群中应用时的主从数据同步机制

Question

请阐述Redis旧版复制功能在集群应用场景下，主节点与从节点之间是如何进行数据同步的？详细说明同步过程中的关键步骤和消息交互。

Answer 1

旧版复制功能主从数据同步过程

1. 同步初始化：
   • 从节点通过 SLAVEOF 命令（或者在配置文件中设置 slaveof 相关配置）指定主节点的地址和端口，发起复制请求。
   • 主节点收到请求后，为从节点创建相应的数据结构，准备进行数据同步。
2. 全量同步：
   • 步骤一：发送 SYNC 命令：从节点向主节点发送 SYNC 命令，请求进行全量同步。
   • 步骤二：生成 RDB 文件：主节点收到 SYNC 命令后，执行 BGSAVE 命令，在后台生成一个 RDB 文件，这个文件包含了主节点当前的所有数据。
   • 步骤三：发送 RDB 文件和缓冲区数据：主节点将生成的 RDB 文件发送给从节点，同时在生成 RDB 文件期间，主节点会将新收到的写命令缓存到缓冲区。当 RDB 文件发送完毕后，主节点接着将缓冲区中的写命令发送给从节点。
   • 步骤四：加载 RDB 文件和执行写命令：从节点收到 RDB 文件后，会先清空自身的数据，然后加载 RDB 文件，将数据恢复到主节点执行 BGSAVE 时的状态。接着从节点执行主节点发送过来的缓冲区中的写命令，使自身数据状态与主节点保持一致。
3. 部分同步（若支持）：
   • 步骤一：断线重连：如果在同步过程中或同步完成后，从节点与主节点之间的连接断开，从节点重新连接主节点时，会尝试进行部分同步。
   • 步骤二：发送 PSYNC 命令：从节点向主节点发送 PSYNC 命令（Redis 2.8 之前使用 SYNC 命令，2.8 之后使用 PSYNC 命令进行部分同步尝试），携带从节点的复制偏移量（记录从节点已经复制的数据量）和主节点的 run ID（标识主节点的唯一 ID）。
   • 步骤三：判断是否可以部分同步：主节点收到 PSYNC 命令后，根据从节点发送的 run ID 和复制偏移量判断是否可以进行部分同步。如果主节点保存的 run ID 与从节点发送的一致，且偏移量在主节点的复制积压缓冲区（一个环形缓冲区，记录主节点最近发送的写命令）范围内，则主节点向从节点发送 CONTINUE 消息，告知从节点可以进行部分同步。
   • 步骤四：部分同步数据：主节点将复制积压缓冲区中从节点缺少的数据发送给从节点，从节点接收并执行这些数据，完成部分同步。如果主节点判断不能进行部分同步（如 run ID 不一致或偏移量超出范围），则主节点会向从节点发送 FULLRESYNC 消息，要求从节点进行全量同步，流程又回到全量同步的步骤。

消息交互

1. 从节点 -> 主节点：
   • SLAVEOF 命令：用于指定主节点，开启复制过程。
   • SYNC 命令（旧版全量同步）或 PSYNC 命令（部分同步尝试）：请求数据同步。
2. 主节点 -> 从节点：
   • RDB 文件数据：全量同步时发送。
   • 缓冲区写命令数据：全量同步时，RDB 文件发送完毕后发送。
   • CONTINUE 消息：告知从节点可以进行部分同步。
   • FULLRESYNC 消息：告知从节点需要进行全量同步。