rsync psynx

Redis2.8 psync1解决什么问题

在psync1功能出现前（redis2.8之前的版本），redis复制秒级中断，就会触发从实例进行fullsync。
每一次的fullsync，集群的性能和资源使用都可能带来抖动；如果redis所处的网络环境不稳定，那么fullsync的出步频率可能较高。
为解决此问题，redis2.8引入psync1, 有效地解决这种复制闪断，带来的影响。

redis的fullsync对业务而言，算是比较“重”的影响；对性能和可用性都有一定危险。
fullsync常见的影响：

1. master需运行bgsave,出现Fork，可能造成master达到毫秒或秒级的卡顿(latest_fork_usec)；
2. redis进程Fork导致Copy-On-Write内存使用消耗(后文简称COW)，最大能导致master进程内存使用量的消耗。
(eg RDB: 5213 MB of memory used by copy-on-write)
3. Redis Slave load RDB过程，会导致复制线程的client output buffer增长很大；增大Master进程内存消耗；
4. Redis保存RDB(不考虑disless replication),导致服务器磁盘IO和CPU(压缩)资源消耗
5. 发送数GB大小的RDB文件,会导致服务器网络出口爆增,如果千兆网卡服务器，期间会影响业务正常请求响应时间(以及其他连锁影响)
psync1解决的问题:

redis2.8为支持psync1，引入了replication backlog buffer(后文称：复制积压缓冲区）；

复制积压缓冲区是redis维护的固定长度缓冲队列(由参数repl-backlog-size设置，默认1MB)，
master的写入命令在同步给slaves的同时，会在缓冲区中写入一份(master只有1个积压缓冲区，所有slaves共享）。

当redis复制中断后，slave会尝试采用psync, 上报原master runid + 当前已同步master的offset(复制偏移量，类似mysql的binlog file和position)；
如果runid与master的一致，且复制偏移量在master的复制积压缓冲区中还有(即offset >= min(backlog值)，master就认为部分重同步成功，不再进行全量同步。

redis2.8的部分同步机制，有效解决了网络环境不稳定、redis执行高时间复杂度的命令引起的复制中断，从而导致全量同步。但在应对slave重启和Master故障切换的场景时，psync1还是需进行全量同步。

psync1缺点：

从上文可知，psync1需2个条件同时满足，才能成功psync: master runid不变和复制偏移量在master复制积缓冲区中。
那么在redis slave重启,因master runid和复制偏移量都会丢失，需进行全量重同步；
redis master发生故障切换，因master runid发生了变化；故障切换后，新的slave需进行全量重同步。

而slave维护性重启、master故障切换都是redis运维常见场景，为redis的psync1是不能解决这两类场景的成功部分重同步问题。

因此redis4.0的加强版部分重同步功能-psync2，主要解决这两类场景的部分重新同步。

psync2：

在redis cluster的实际生产运营中，实例的维护性重启、主实例的故障切换（如cluster failover)操作都是比较常见的(如实例升级、rename command和释放实例内存碎片等）。而在redis4.0版本前，这类维护性的处理，redis都会发生全量重新同步，导到性能敏感的服务有少量受损。
如前文所述，psync2主要让redis在从实例重启和主实例故障切换场景下，也能使用部分重新同步。
本节主要简述psync2在这两种场景的逻辑实现。
名词解释：

master_replid : 复制ID1(后文简称：replid1)，一个长度为41个字节(40个随机串+'\0')的字符串。redis实例都有，和runid没有直接关联，但和runid生成规则相同，都是由getRandomHexChars函数生成。当实例变为从实例后，自己的replid1会被主实例的replid1覆盖。
master_replid2：复制ID2(后文简称:replid2),默认初始化为全0，用于存储上次主实例的replid1
实例的replid信息，可通过info replication进行查看；示例如下：

127.0.0.1:6385> info replication
# Replication
role:slave
master_host:xxxx // IP模糊处理
master_port:6382
master_link_status:up
slave_repl_offset:119750
master_replid:fe093add4ab71544ce6508d2e0bf1dd0b7d1c5b2 //这里是主实例的replid1相同
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000 //未发生切换，即主实例未发生过变化，所以是初始值全"0"
master_repl_offset:119750
second_repl_offset:-1
Redis从实例重启的部分重新同步

在之前的版本，redis重启后，复制信息是完全丢失;所以从实例重启后，只能进行全量重新同步。
redis4.0为实现重启后，仍可进行部分重新同步，主要做以下3点：
1 redis关闭时，把复制信息作为辅助字段(AUX Fields)存储在RDB文件中；以实现同步信息持久化。
2 redis启动加载RDB文件时，会把复制信息赋给相关字段；为部分同步
3 redis重新同步时，会上报repl-id和repl-offset同步信息，如果和主实例匹配，且offset还在主实例的复制积压缓冲区内，则只进行部分重新同步。

redis关闭时，持久化复制信息到RDB

redis在关闭时，通过shutdown save,都会调用rdbSaveInfoAuxFields函数，
把当前实例的repl-id和repl-offset保存到RDB文件中。
说明：当前的RDB存储的数据内容和复制信息是一致性的。熟悉MySQL的同学，可以认为MySQL中全量备份数和binlog信息是一致的。

redis从实例尝试部分重新同步

redis实例重启后，从RDB文件中加载(注：此处不讨论AOF和RDB加载优先权）master_replid和master_repl_offset；相当于实例的server.cached_master。当我们把它作为某个实例的从库时（包含如被动的cluster slave或主动执行slaveof指令)，实例向主实例上报master_replid和master_repl_offset+1；从实例同时满足以下两条件，就可以部分重新同步：
1 从实例上报master_replid串，与主实例的master_replid1或replid2有一个相等
2 从实例上报的master_repl_offset+1字节，还存在于主实例的复制积压缓冲区中

从实例尝试部分重新同步函数slaveTryPartialResynchronization(replication.c文件中）；
主实例判断能否进行部分重新同步函数masterTryPartialResynchronization（replication.c文件中）。

redis重启时，临时调整主实例的复制积压缓冲区大小

redis的复制积压缓冲区是通过参数repl-backlog-size设置，默认1MB；为确保从实例重启后，还能部分重新同步，需设置合理的repl-backlog-size值。
1 计算合理的repl-backlog-size值大小
通过主库每秒增量的master复制偏移量master_repl_offset(info replication指令获取)大小，
如每秒offset增加是5MB,那么主实例复制积压缓冲区要保留最近60秒写入内容，backlog_size设置就得大于300MB(60*5)。而从实例重启加载RDB文件是较耗时的过程，如重启某个重实例需120秒(RDB大小和CPU配置相关），那么主实例backlog_size就得设置至少600MB.

计算公式：backlog_size = 重启从实例时长 * 主实例offset每秒写入量

2 重启从实例前，调整主实例的动态调整repl-backlog-size的值。
通过config set动态调整redis的repl-backlog-size时，redis会释放当前的积压缓冲区，重新分配一个指定大小的缓冲区。所以我们必须在从实例重启前，调整主实例的repl-backlog-size。

psync2实现Redis Cluster Failover部分全新同步

为解决主实例故障切换后，重新同步新主实例数据时使用psync，而分fullsync；

1 redis4.0使用两组replid、offset替换原来的master runid和offset.
2 redis slave默认开启复制积压缓冲区功能；以便slave故障切换变化master后，其他落后从可以从缓冲区中获取写入指令。
第一组：master_replid和master_repl_offset
如果redis是主实例，则表示为自己的replid和复制偏移量；如果redis是从实例，则表示为自己主实例的replid1和同步主实例的复制偏移量。

第二组：master_replid2和second_repl_offset
无论主从，都表示自己上次主实例repid1和复制偏移量；用于兄弟实例或级联复制，主库故障切换psync.
初始化时, 前者是40个字符长度为0，后者是-1；只有当主实例发生故障切换时，redis把自己replid1和master_repl_offset+1分别赋值给master_replid2和second_repl_offset。
这个交换逻辑实现在函数shiftReplicationId中。

这样发生主库故障切换，以下三种常见结构，都能进行psync:
1 一主一从发生切换，A->B 切换变成 B->A ;
2 一主多从发生切换，兄弟节点变成父子节点时；
3 级别复制发生切换， A->B->C 切换变成 B->C->A

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