【Redis】Redis集群之哨兵机制

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【Redis】Redis集群之哨兵机制

1. 哨兵的作用和原理

1.1 哨兵的作用

Redis提供了哨兵(Sentinel)机制来实现主从集群的自动故障恢复。哨兵的结构和作用如下：

监控：Sentinel会不断检查master和slave是否按预期工作
自动故障恢复：如果master故障，Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后也以新的master为主
通知：Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源，当集群发生故障转移时，会将最新信息(比如新的master的地址)推送给Redis的客户端

哨兵结构如下所示：

1.2 redis服务状态监控

Sentinel基于心跳机制监测服务状态，每隔一秒向集群的每个实例发送ping命令：

主观下线：如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应，则认为该实例主观下线。
客观下线：若超过指定数量（quorum）的sentinel都认为该实例主观下线，则该实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。

1.3 选举新master

一旦发现master故障，sentinel需要在salve中选择一个作为新的master，选择依据是这样的：

首先判断slave节点与master节点断开时间的长短，如果超过指定值(down-after-milliseconds * 10)，则会排除该slave节点。
然后判断slave节点的 slave-priority 值(默认是1)，越小优先级越高，如果是0则表示永不参与选举。
如果 slave-priority 相同，则判断slave节点的offset值，越大说明数据越新，优先级也就越高。
最后是判断slave节点的运行id大小，越小优先级越高。

1.4 故障转移

假设原来的master是7001，7001宕机之后，通过如下步骤选举出新的master(7002)：

sentinel给备选的slave1节点发送 slaveof no one 命令，让该节点成为master
sentinel给所有其它slave发送 slaveof 192.168.150.101 7002 命令，让这些slave成为新master的从节点，开始从新的master上同步数据。
最后，sentinel将故障节点标记为slave，当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点

1.5 总结

Sentinel的三个作用是什么？

监控
故障转移
通知

Sentinel如何判断一个redis实例是否健康？

每隔一秒发送一次ping命令，如果超过一定时间没有响应则认为主观下线。
如果大多数sentinel都认为实例主观下线，那么久判定为客观下线。

故障转移步骤有哪些？

首先选定一个slave作为新的master，执行 slaveof no one
然后让所有节点都执行 slaveof 新地址端口号
修改故障节点，执行 slaveof 新地址端口号

2. 搭建哨兵集群

在一台虚拟机中的三个端口部署三个sentinel形成集群，来监管redis主从集群：

三个sentinel实例信息如下：

节点	IP	PORT
s1	192.168.150.101	27001
s2	192.168.150.101	27002
s3	192.168.150.101	27003

2.1 准备实例和配置

要在同一台虚拟机开启3个实例，必须准备三份不同的配置文件和目录，配置文件所在目录也就是工作目录。

我们创建三个文件夹，名字分别叫s1、s2、s3：

# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir s1 s2 s3

如图：

然后我们在s1目录创建一个sentinel.conf文件，添加下面的内容：

port 27001
sentinel announce-ip 192.168.150.101
sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/s1"

解读：

port 27001：是当前sentinel实例的端口
sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2：指定主节点信息
- mymaster：主节点名称，自定义，任意写
- 192.168.150.101 7001：主节点的ip和端口
- 2：选举master时的quorum值

然后将s1/sentinel.conf文件拷贝到s2、s3两个目录中（在/tmp目录执行下列命令）：

# 方式一：逐个拷贝
cp s1/sentinel.conf s2
cp s1/sentinel.conf s3
# 方式二：管道组合命令，一键拷贝
echo s2 s3 | xargs -t -n 1 cp s1/sentinel.conf

修改s2、s3两个文件夹内的配置文件，将端口分别修改为27002、27003：

sed -i -e 's/27001/27002/g' -e 's/s1/s2/g' s2/sentinel.conf
sed -i -e 's/27001/27003/g' -e 's/s1/s3/g' s3/sentinel.conf

2.2 启动

为了方便查看日志，我们打开3个ssh窗口，分别启动3个redis实例，启动命令：

# 第1个
redis-sentinel s1/sentinel.conf
# 第2个
redis-sentinel s2/sentinel.conf
# 第3个
redis-sentinel s3/sentinel.conf

启动后：

2.3 测试

尝试让master节点7001宕机，查看sentinel日志：

查看7003的日志：

查看7002的日志：

3. RedisTemplate的哨兵模式

在Sentinel集群监管下的Redis主从集群，其节点会因为自动故障转移而发生变化，Redis的客户端必须感知这种变化，及时更新连接信息。Spring的RedisTemplate底层利用lettuce实现了节点的感知和自动切换。

1）引依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2）配置

在配置文件中指定sentinel的相关信息：

spring:
  redis:
    sentinel:
      master: mymaster
      nodes:
        - 192.168.150.101:27001
        - 192.168.150.101:27002
        - 192.168.150.101:27003

3）配置主从读写分类

//配置读写分离
@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer() {
    
    
    return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);
}

这里的ReadFrom是配置Redis的读取策略，是一个枚举，包括下面选择：

MASTER：从主节点读取
MASTER_PREFERRED：优先从master节点读取，master不可用才读取replica
REPLICA：从slave（replica）节点读取
REPLICA _PREFERRED：优先从slave（replica）节点读取，所有的slave都不可用才读取master