【Redis】Redis高可用之Sentinel哨兵模式详解（Redis专栏启动）
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本文目录
本文导读
本文深入浅出讲解什么是Redis Sentinel 哨兵模式、哨兵模式架构。剖析Redis Sentinel实现原理Sentinel领导者节点选举原理主节点选举原理最后附Redis接入哨兵模式实战。
一、Redis Sentinel 哨兵模式详解
1、 什么是哨兵模式
由于Redis的主从复制模式并不具备自动恢复功能当主服务器关闭时需要手动将从服务器切换到主服务器。在这个过程中不仅需要人工干预而且服务器将在一段时间内不可用数据安全也将无法保证。因此主从模式的可用性较低不适合在线生产环境。
参考资料【Redis】Redis高可用之Cluster主从模式详解
Redis 了一种高度可用的解决方案即 Redis Sentinel 模式用来弥补主从模式的不足。Sentinel可以被视为一个特殊的Redis服务器Sentinel也可以是一个单机的或集群。Sentinel哨兵需要监控并获取主机的工作状态是否正常当主机发生故障时Sentinel将自动执行故障切换并将其监控的从服务器升级到主服务器以确保系统的高可用性。
哨兵节点的功能描述
监控Monitoring哨兵节点会持续检查主节点和从节点是否正常运行
自动故障切换( Automatic failover) 当主节点无法正常工作时哨兵自动故障切换操作将故障主节点的一个从节点升级成为主节点并让其他从节点复制新的主结点。
配置提供( Configuration provider )当客户端初始化时通过连接哨兵获取当前 Redis 服务的主节点地址。
通知Notification哨兵可以将故障结果发送给客户端。
2、哨兵模式架构详解
Redis Sentinel 模式由 Sentinel 节点和数据节点两部分组成
Sentinel 节点绿色哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成Sentinel 节点是特殊的Redis节点它不存储数据和监视数据节点。
数据节点红色、黄色主节点和从节点都是数据节点。
二、Redis Sentinel哨兵实现原理
Redis 哨兵模式通过哨兵节点完成对数据节点的监控、下线、故障转移。
1、定时监控
Redis Sentinel 通过三个计划的监视任务发现并监视每个节点
1、每10秒每个Sentinel节点将向主节点和从节点发送信息命令以获取最新结构
2.、每2秒每个Sentinel节点将发送_Sentinel_hello 通道发送 Sentinel 对主节点的判断和当前Sentinel 的信息
3、每秒每个Sentinel节点将向主节点、从节点和其他 Sentinel 发送ping命令以进行心跳检测以确认这些节点当前是否可访问
2、主观下线和客观下线
主观下线哨兵节点认为某个节点有问题客观下线超过一定数量的哨兵节点认为主节点有问题。
主观下线每个 Sentinel 节点将每1秒向主节点和从节点的其他 Sentinel 发送 ping 命令以进行心跳检测。当这些节点在几毫秒后停机后无法有效响应时Sentinel 节点将对此节点做出故障决策为主观下线。
客观下线当Sentinel的主观下线节点是主节点时Sentinel节点将通过 sentinel is- master-down-by-addr命令请求其他 Sentinel 结点判断主节点。当数量超过<quorum>时Sentinel 节点认为主节点确实存在故障然后 Sentinel 将做出客观的下线决策
3、Sentinel节点选举与故障转移
哨兵节点之间将进行领导者选举选择一个Sentinel 节点作为领导者所选的Sentinel负责故障切换。
1、从节点中选择一个节点作为新的主节点
2、Sentinel领导者节点将在第一步中选择的从节点上执行 slaveof no one 命令使其成为主节点
3、Sentinel领导者节点将向剩余的从节点发送命令使其成为新主节点的从节点
4、Sentinel领导者节点集合会将原始主节点更新为从节点恢复时会命令它复制新的主节点
三、Sentinel领导者节点选举原理
Redis使用了 Raft 算法 实现领导者选举。
1、每个哨兵节点都有资格成为领导者在确认主节点主观下线时候Sentinel节点将通过sentinel is-master-down-by-addr命令向其他Sentinel节点发送请求将自己设置为领导者。
2、如果接收到命令的 Sentinel 节点未同意过其他Sentinel的命令它将同意该请求否则将拒绝。
3、如果哨兵节点发现其投票数大于或等于 max(quorum,num(sentinels)/2+1)它将成为领导者。
四、主节点选举原理
首先过滤主观下线、断开连接、在5秒内未对Sentinel节点ping响应作出响应的节点。
选择具有最高从属优先级 slave-priority 的从节点列表如果存在则返回如果不存在则选择具有最大副本偏移量复制的最完整的从节点如果存在则返回如果不存在则继续。选择具有最小runid的从节点。
首先过滤主观下线、断线、5秒内没有回复过 Sentinel 节点ping响应、与主节点失联超过 down-after-milliseconds*10 秒的节点。
选择slave-priority从节点优先级最高的从节点列表如果存在则返回不存在则继续。选择复制偏移量最大的从节点复制的最完整如果存在则返回不存在则继续。选择runid最小的从节点。
五、Redis接入哨兵模式实战
哨兵模式基于哨兵集群实现主从切换
<bean id="configBean" class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
<property name="location"> <value>redis.properties</value> </property>
</bean>
<!-- 哨兵配置 -->
<bean id="sentinelConfig" class="org.springframework.data.redis.connection.RedisSentinelConfiguration">
<constructor-arg name="master" value="${redis.masterName}"/>
<constructor-arg name="sentinelHostAndPorts">
<set>
<value>${redis.hostAndPort1}</value>
<value>${redis.hostAndPort2}</value>
<value>${redis.hostAndPort3}</value>
</set>
</constructor-arg>
</bean>
<!-- JedisPool连接池 -->
<bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
<!-- 最大分配的对象数 -->
<property name="maxTotal" value="${redis.pool.maxActive}"/>
<!-- 最大能够保持idel状态的对象数 -->
<property name="maxIdle" value="${redis.pool.maxIdle}"/>
<!-- 当池内没有返回对象时最大等待时间 -->
<property name="maxWaitMillis" value="${redis.pool.maxWait}"/>
<!-- 测试池化连接有效性 -->
<property name="testWhileIdle" value="${redis.pool.testWhileIdle}"/>
<property name="testOnBorrow" value="${redis.pool.testOnBorrow}"/>
<property name="minIdle" value="${redis.pool.minIdle}"/>
<property name="testOnReturn" value="${redis.pool.testOnReturn}"/>
<property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.pool.minEvictableIdleTimeMillis}"/>
<property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis}"/>
<property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.pool.softMinEvictableIdleTimeMillis}"/>
</bean>
<bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
<property name="usePool" value="true"/>
<property name="password" value="${redis.pass}"/>
<property name="timeout" value="${redis.timeout}"/>
<property name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"/>
<constructor-arg index="0" ref="sentinelConfig"/>
</bean>
<!--SpringRedis序列化配置 -->
<bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
<bean id="jsonRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/>
<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
<property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory"/>
<property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer"/>
<property name="valueSerializer" ref="jsonRedisSerializer"/>
</bean>
<bean id="cacheExecutor" class="com.wanlitong.mcmmessage.util.cache.RedisExecutorImpl">
<property name="redisTemplate" ref="redisTemplate"/>
<property name="systemPrefix" value="${redis.systemPrefix}"/>
</bean>