Redis集群通过主从复制机制实现数据同步，核心包括全量同步和增量同步两种模式，采用异步复制方式保证最终一致性。

一、主从复制的基本架构

Redis集群采用一主多从的架构，每个主节点（Master）可以拥有多个从节点（Slave）。主节点负责处理写操作，从节点通过复制机制同步主节点数据，实现数据备份和读写分离。从节点默认只读，通过配置replicaof命令与主节点建立复制关系。

二、数据同步的核心机制

1. 全量同步（Full Sync）

触发条件：

• 从节点首次连接主节点
• 主节点Run ID发生变化（如主节点重启）
• 从节点复制偏移量不在主节点缓冲区范围内

同步流程：

1. 建立连接：从节点发送PSYNC ? -1命令请求全量同步
2. 生成RDB快照：主节点执行BGSAVE命令，fork子进程生成RDB文件
3. 传输RDB文件：主节点将RDB文件发送给从节点
4. 加载数据：从节点清空旧数据，加载RDB文件到内存
5. 增量补发：主节点将生成RDB期间的新写命令从复制缓冲区发送给从节点
6. 进入增量同步：完成全量同步后，进入实时命令传播阶段

2. 增量同步（Partial Sync）

触发条件：从节点短暂断开后重连，且复制偏移量仍在主节点的复制积压缓冲区范围内。

同步流程：

1. 从节点发送PSYNC <runid> <offset>命令，携带主节点Run ID和自身复制偏移量
2. 主节点验证Run ID和偏移量
3. 若验证通过，主节点从复制积压缓冲区中发送缺失的写命令
4. 从节点执行增量命令，更新数据

三、关键组件说明

1. 复制偏移量（Replication Offset）

主从节点各自维护一个复制偏移量，记录已处理的字节数。通过对比偏移量可以判断数据是否一致。

2. 复制积压缓冲区（Repl Backlog Buffer）

主节点维护的环形缓冲区，默认1MB，存储最近一段时间内的写命令。用于支持增量同步，避免短暂断连后触发全量复制。

3. 运行ID（Run ID）

每个Redis节点启动时生成的唯一标识。从节点首次连接主节点时会记录主节点的Run ID，用于判断主节点是否重启。

四、异步复制特性

Redis采用异步复制机制，主节点接收到写命令后立即执行并返回响应，然后异步将命令发送给从节点。这种设计保证了高写入性能，但存在短暂的数据不一致窗口期，属于最终一致性模型。

五、故障转移机制

当主节点故障时，集群会自动进行故障转移：

1. 故障检测：通过心跳检测发现主节点不可用
2. 故障确认：多数主节点确认后标记为FAIL状态
3. 选举新主：从节点发起选举，复制偏移量最大的从节点优先成为新主
4. 数据同步：其他从节点重新指向新主节点进行数据同步

六、配置建议

• repl-backlog-size：建议设置为2 × 断连平均时间(秒) × 每秒写命令数据量(MB)，避免缓冲区覆盖导致全量复制
• cluster-node-timeout：建议15-60秒，平衡故障检测速度与网络抖动容错
• 部署建议：生产环境至少部署3主3从，确保每个分片有冗余副本

Redis集群的复制机制通过全量同步和增量同步的结合，在保证数据一致性的同时，最大程度减少了网络开销和同步延迟，为分布式环境提供了高可用和高性能的数据存储方案。