面试题：Redis 主从复制的实现原理是什么？

Redis 主从复制的实现原理主要围绕 数据同步机制 和 主从通信流程 展开，其核心目标是实现主节点与从节点之间的数据一致性。以下是详细的实现原理分析：

主从复制分为三个阶段：建立连接、数据同步、命令传播。

保存主节点信息：
从节点通过 replicaof（旧版 slaveof）命令指定主节点的 IP 和端口，保存主节点信息（masterhost 和 masterport）。
建立 Socket 连接：
从节点主动与主节点建立 TCP 连接，并发送 PING 命令测试连接是否正常。
身份验证：
如果主节点设置了密码（requirepass），从节点需通过 AUTH 命令进行身份验证。

主从节点首次建立连接后，会进行 全量同步 或 增量同步，具体取决于从节点的状态和主节点的运行 ID（runid）和偏移量（offset）。

触发条件：
- 从节点首次连接主节点。
- 从节点请求的 offset 超出主节点的复制缓冲区范围。
- 主节点重启导致 runid 变化。
同步过程：
1. 从节点发送 PSYNC ? -1：
  表示请求全量同步（? 表示未知主节点 runid，-1 表示未知偏移量）。
2. 主节点生成 RDB 文件：
  主节点调用 BGSAVE 命令异步生成当前数据的 RDB 快照文件（不阻塞主线程）。
3. 传输 RDB 文件：
  主节点将 RDB 文件发送给从节点，从节点清空本地数据并加载 RDB 文件。
4. 同步缓冲区数据：
  在 RDB 文件生成期间，主节点会将所有写操作记录到 复制缓冲区（repl_backlog）。RDB 传输完成后，主节点将缓冲区中的写命令发送给从节点，确保数据一致性。
5. 从节点确认同步完成：
  从节点发送 REPLCONF ACK 消息确认同步完成。

触发条件：
从节点断线后重新连接，且断线期间的数据变更在主节点的复制缓冲区内。
同步过程：
1. 从节点发送 PSYNC <runid> <offset>：
  使用主节点的 runid 和当前偏移量请求增量同步。
2. 主节点检查缓冲区：
  如果从节点的 offset 在复制缓冲区范围内，主节点将缓冲区中缺失的写命令发送给从节点。
3. 从节点执行增量命令：
  从节点直接执行接收到的写命令，无需重新加载 RDB 文件。

作用：
Redis 2.8 引入的 PSYNC 命令替代了旧版的 SYNC，支持 全量同步 和 增量同步。
语法：
PSYNC <runid> <offset>
- runid：主节点的唯一标识（每次重启会变化）。
- offset：从节点的复制偏移量（表示已接收的字节数）。

一主多从：
一个主节点可以有多个从节点，适用于读写分离场景。
链式复制（级联复制）：
从节点可以作为其他从节点的主节点，减轻主节点压力（如 A → B → C）。
反客为主（Promote to Master）：
当主节点宕机后，从节点可通过 SLAVEOF NO ONE 升级为主节点（需配合哨兵或集群模式使用）。

# 修改配置文件（持久化）
replicaof 192.168.1.100 6379

# 动态配置（无需重启）
redis-cli -h 192.168.1.101 -p 6380 replicaof 192.168.1.100 6379

# 在从节点执行
redis-cli -h 192.168.1.101 -p 6380 info replication

Redis 主从复制的核心是通过 全量同步 + 增量同步 保证数据一致性，结合 PSYNC 命令 和 复制缓冲区 实现高效的数据传播。其设计兼顾性能与可靠性，是 Redis 高可用架构（如哨兵、集群）的基础。理解其原理有助于优化主从部署和排查同步问题。

THE END