Redis无论是单实例还是集群，都可以启用复制（Replication）。Redis的复制模型支持主从复制（master-slave）以及从从复制，也就是说一个副本可以连接到master上也可以连接到其他副本上。

复制既可以用来实现可拓展性（scalability）例如增加副本为了只读查询，也可以用来增强数据安全性以及高可用性。需要注意的是，从Redis 2.6开始Redis的副本默认支持read-only模式，read-only副本会拒绝所有的写命令，但是这个设计初衷并不是用来将副本暴漏到公网上实现读写分离的，因为一些管理员命令例如DEBUG或者CONFIG在read-only模式下都是可用的。所以如果想要实现读写分离，还是要参考一些解决方案。
Redis的复制不会阻塞master，这意味着master在进行复制的同时依然可以对外提供服务。副本端也基本不会因为复制而阻塞，

复制机制

  1. 当master与副本实例完成连接，master将通过将命令流（stream of commands）发送到副本端的方式，更新副本。使其同步master的，客户端写操作，key过期及驱逐和其他改变master数据集的操作。
  2. 当master与副本连接断开，副本会尝试重连master，并执行部分重同步（partial resynchronization）：即只找回断联期间丢失部分的命令流。
  3. 当增量同步不成功，会触发完整重同步（full resynchronization）。

Redis默认使用异步方式进行复制，但是master不会等待每一个命令都被副本执行才继续发送下一个命令，副本是按周期对收到的数据进行确认（acknowledge ）的。
如果master需要保证某些重要的操作必须被准备的复制到副本上，那么可以使用WAIT命令进行阻塞的同步复制：

1
2
> wait 1 0
(integer) 1

WAIT提供两个参数，第一个参数是从库的数量 N，第二个参数是时间 t，以毫秒为单位。它表示等待WAIT指令之前的所有写操作同步到 N 个从库 (也就是确保 N 个从库的同步没有滞后)，最多等待时间 t。如果时间 t=0，表示无限等待直到 N 个从库同步完成达成一致。
假设此时出现了网络分区，WAIT指令第二个参数时间 t=0，主从同步无法继续进行，WAIT指令会永远阻塞，Redis 服务器将丧失可用性。
由于Redis的master是异步复制数据到副本中的，同时副本也是异步进行acknowledge的，所以复制都不会阻塞master实例和副本实例对外提供服务。但是，当初始同步完成后，需要删除旧的数据集和加载新的数据集，在这个短暂的时间内，副本实例会阻塞连接进来的请求。

复制工作原理

每一个master实例都有一个replication ID，它是一个很大的伪随机数。同时每个master还会维护一个偏移量offset，表示哪些同步流已经发送给了副本实例。即使没有副本，master也会维护这个offset。因此<replication ID , offset>的二元组就可以标识数据集的一个具体版本。
当副本连接到master（包括第一次或者重连的情况），它会发送PSYNC命令将它持有的老的master replication ID和它们已经处理后的offset发送给master。这样根据offset，master可以只发送增量的部分。如果master实例的buffer空间不足或者master发现传过来的replication ID是旧的，那么就会触发全量同步（full synchronization）。
全量同步（full synchronization）的过程是：master执行bgSave生成RDB文件，于此同时master会缓存在此期间新执行的写请求。生成RDB文件后，master将RDB文件传输给副本，副本将其保存在硬盘上，然后加载进内存。随后，master将缓存的命令在发送给副本。

关于PSYNC

在Redis 2.8以前，副本的同步命令是SYNC。PSYNC与SYNC的主要区别就在于PSYNC支持部分重同步（partial resynchronization）。什么是部分重同步呢？
每一个实例，都有两个replication IDs：main ID和 secondary ID。当一个节点启动称为master的时候（无论是从0开始，还是被晋升的），都会生成一个新的replication ID。当副本连接到这个master上的时候，都会继承这个replication ID。当一个副本晋升为master的时候，既会生成新的replication ID，也会记住原有的replication ID（从老的master那里继承来的），这样当副本连接到这个新的master上的时候，传过来的依然是旧的replication ID，新的master可以根据这个旧的replication ID只重新同步差异的数据而不是全部都重新同步。

无盘复制

从2.8.18开始，Redis支持无盘复制，原有的全量同步生成RDB文件需要储存到硬盘上，这是一个很重的IO操作。特别是当系统正在进行AOF的fsync操作时如果发生全量同步，fsync将会被推迟执行，这就会严重影响master的服务效率。
所谓无盘复制是指master直接通过套接字将RDB内容发送到副本，生成RDB内容是一个遍历的过程，master会一边遍历内存，一边将序列化的内容发送到副本上。

Sentinel

有了主从复制机制还不够，当某个节点发生错误时，我们需要有一套自动切换的机制进行主备切换，这就是Sentinel，Sentinel才能为Redis提供真正的高可用。Sentinel本身也是一个分布式系统，使用raft协议保证Sentinel集群的一致性。
Sentinel可以看作是Redis客户端的服务发现，它能够自动做主备切换。
在非集群的部署情况下，一般都是使用主从复制+Sentinel的方式。

参考