有书共读：《Redis设计与实现》第十五章到第十七章读书笔记

第15章：复制
    在Redis中，用户可以通过执行SLAVEOF命令或者设置slaveof选项，让一个服务器去复制另一个服务器，我们称呼被复制的服务器为主服务器，而对主服务器进行复制的服务器则被称为从服务器。

    Redis的复制功能分为同步和命令传播两个操作：
    1）同步操作用于将从服务器的数据库状态更新至主服务器当前所处的数据库状态。   2）命令传播操作则用于在主服务器的数据库状态被修改，导致主从服务器的数据库状态出现不一致时，让主从服务器的数据库重新回到一致状态。
    在Redis2.8以前，从服务器对主服务器的复制可以分为以下两种情况：
   1）初次复制：从服务器以前没有复制过任何主服务器，或者从服务器当前要复制的主服务器和上一次复制的主服务器不同。
   2）断线后重复制：处于命令传播阶段的主从服务器因为网络原因而中断了复制，但服务器通过自动重连接重新连上了主服务器，并继续复制主服务器。
    为解决旧版复制功能在处理断线重复制情况时的低效问题，Redis从2.8版本开始，使用PSYNC命令代替SYNC命令来执行复制时的同步操作。PSYNC命令具有完整重同步和部分重同步两种模式：
    1）完整重同步用于处理初次复制情况：完整重同步的执行步骤和SYNC命令的执行步骤基本一样，它们都是通过让主服务器创建并发送RDB文件，以及向从服务器发送保存在缓冲区里面的写命令来进行同步。
    2）部分重同步则用于处理断线后重复制情况：当从服务器在断线后重新连接主服务器时，如果条件允许，主服务器可以将主从服务器连接断开期间执行的写命令发送给从服务器，从服务器只要接收并执行这些写命令，就可以将数据库更新至主服务器当前所处的状态。部分重同步通过复制偏移量、复制积压缓冲区、服务器运行ID三个部分来实现。
    在复制操作刚开始的时候，从服务器会成为主服务器的客户端，并通过向主服务器发送命令请求来执行复制步骤，而在复制操作的后期，主从服务器会互相成为对方的客户端。
    主服务器通过向从服务器传播命令来更新从服务器的状态，保持主从服务器一致，而从服务器则通过向主服务器发送命令来进行心跳检测，以及命令丢失检测。
第16章：Sentinel
     Sentinel（哨岗、哨兵）是Redis的高可用性解决方案：由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个  从服务器升级为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

    Sentinel只是一个运行在特殊模式下的Redis服务器，它使用了和普通模式不同的命令表，所以Sentinel模式能够使用的命令和普通Redis服务器能够使用的命令不同。

    Sentinel会读入用户指定的配置文件，为每个要被监视的主服务器创建相应的实例结构，并创建连向主服务器的命令连接和订阅连接，其中命令连接用于向主服务器发送命令请求，而订阅连接则用于接收指定频道的消息。

    Sentinel通过向主服务器发送INFO命令来获得主服务器属下所有从服务器的地址信息，并为这些从服务器创建相应的实例结构，以及连向这些从服务器的命令连接和订阅连接。

    在一般情况下，Sentinel以每十秒一次的频率向被监视的主服务器和从服务器发送INFO命令，当主服务器处于下线状态，或者Sentinel正在对主服务器进行故障转移操作时，Sentinel向从服务器发送INFO命令的频率会改为每秒一次。

    对于监视同一个主服务器和从服务器的多个Sentinel来说，它们会以每两秒一次的频率，通过向被监视服务器的_sentinel_:hello频道发送消息来向其他Sentinel宣告自己的存在。

   每个Sentinel也会从_sentinel_:hello频道中接收其他Sentinel发来的信息，并根据这些信息为其他Sentinel创建相应的实例结构，以及命令连接。

   Sentinel只会与主服务器和从服务器创建命令连接和订阅连接，Sentinel与Sentinel之间则只创建命令连接。

   Sentinel以每秒一次的频率向实例（包括主服务器、从服务器、其他Sentinel）发送PING命令，并根据实例对PING命令的回复来判断实例是否在线，当一个实例在指定的时长中连续向Sentinel发送无效回复时，Sentinel会将这个实例判断为主观下线。

    当Sentinel将一个主服务器判断为主观下线是，它会向同样监视这个主服务器的其他Sentinel进行询问，看它们是否同意这个主服务器已经进入主观下线状态。

    当Sentinel收集到足够多的主观下线投票之后，它会将主服务器判断为客观下线，并发起一次针对主服务器的故障转移操作。
第17章：集群

   Redis集群是Redis提供的分布式数据库方案，集群通过分片来进行数据共享，并提供复制和故障转移功能。

   Redis集群通过分片的方式来保存数据库中的键值对：集群的整个数据库被分为16384个槽，数据库中的每个键都属于这16384个槽的其中一个，集群中的每个节点可以处理0个或最多16384个槽。
   当数据库中的16384个槽都有节点在处理时，集群处于上线状态；相反地，如果数据库中有任何一个槽都没有得到处理，那么集群处于下线状态。
   节点通过握手来将其他节点添加到自己所处的集群当中。
   集群中的16384个槽可以分别指派给集群中的各个节点，每个节点都会记录哪些槽指派给了自己，而哪些槽又被指派给了其他节点。
   节点在接到一个命令请求时，会先检查这个命令请求要处理的键所在的槽是否由自己负责，如果不是的话，节点将向客户端返回一个MOVED错误，MOVED错误携带的信息可以指引客户端转向至正在负责相关槽的节点。
   对Redis集群的重新分片工作是由redis-trib负责执行的，重新分片的关键是将属于某个槽的所有键值对从一个节点转移至另一个节点。
   如果节点A正在迁移槽i至节点B，那么当节点A没能在自己的数据库中找到命令指定的数据库键时，节点A会向客户端返回一个ASK错误，指引客户端到节点B继续查找指定的数据库键。
   MOVED错误表示槽的负责权已经从一个节点转移到了另一个节点，而ASK错误只是两个节点在迁移槽的过程中使用的一种临时措施。
   集群里的从节点用于复制主节点，并在主节点下线时，代替主节点继续处理命令请求。
   集群中的节点通过发送和接收消息来进行通信，常见的消息包括MEET、PING、PONG、PUBLISH、FALL五种。