Redis Sentinel(哨兵)：集群解决方案

Redis 哨兵的服务框架
哨兵也是 Redis 服务器，只是它与我们平时提到的 Redis 服务器职能不同，哨兵负责监视普通的 Redis 服务器，提高一个服务器集群的健壮和可靠性。哨兵和普通的 Redis 服务器所用的是同一套服务器框架，这包括：网络框架，底层数据结构，订阅发布机制等。

从主函数开始，来看看哨兵服务器是怎么诞生，它在什么时候和普通的 Redis 服务器分道扬镳：

int main(int argc, char **argv) {
    // 随机种子，一般rand() 产生随机数的函数会用到
    srand(time(NULL)^getpid());
    gettimeofday(&tv,NULL);
    dictSetHashFunctionSeed(tv.tv_sec^tv.tv_usec^getpid());
    // 通过命令行参数确认是否启动哨兵模式
    server.sentinel_mode = checkForSentinelMode(argc,argv);
    // 初始化服务器配置，主要是填充redisServer 结构体中的各种参数
    initServerConfig();
    // 将服务器配置为哨兵模式，与普通的redis 服务器不同
    /* We need to init sentinel right now as parsing the configuration file
    * in sentinel mode will have the effect of populating the sentinel
    * data structures with master nodes to monitor. */
    if (server.sentinel_mode) {
        // initSentinelConfig() 只指定哨兵服务器的端口
        initSentinelConfig();
        initSentinel();
    }
    ......
    // 普通redis 服务器模式
    if (!server.sentinel_mode) {
    ......
    // 哨兵服务器模式
    } else {
    // 检测哨兵模式是否正常配置
    sentinelIsRunning();
    }
    ......
    // 进入事件循环
    aeMain(server.el);
    // 去除事件循环系统
    aeDeleteEventLoop(server.el);
    return 0;
}

在上面，通过判断命令行参数来判断 Redis 服务器是否启用哨兵模式，会设置服务器参数结构体中的redisServer.sentinel_mode 的值。在上面的主函数调用了一个很关键的函数：initSentinel()，它完成了哨兵服务器特有的初始化程序，包括填充哨兵服务器特有的命令表，struct sentinel 结构体。

// 哨兵服务器特有的初始化程序
/* Perform the Sentinel mode initialization. */
void initSentinel(void) {
    int j;
    // 如果 redis 服务器是哨兵模式，则清空命令列表。哨兵会有一套专门的命令列表，
    // 这与普通的 redis 服务器不同
    /* Remove usual Redis commands from the command table, then just add
    * the SENTINEL command. */
    dictEmpty(server.commands,NULL);
    // 将sentinelcmds 命令列表中的命令填充到server.commands
    for (j = 0; j < sizeof(sentinelcmds)/sizeof(sentinelcmds[0]); j++) {
        int retval;
        struct redisCommand *cmd = sentinelcmds+j;
        retval = dictAdd(server.commands, sdsnew(cmd->name), cmd);
        redisAssert(retval == DICT_OK);
    }
    /* Initialize various data structures. */
    // sentinel.current_epoch 用以指定版本
    sentinel.current_epoch = 0;
    // 哨兵监视的 redis 服务器哈希表
    sentinel.masters = dictCreate(&instancesDictType,NULL);
    // sentinel.tilt 用以处理系统时间出错的情况
    sentinel.tilt = 0;
    // TILT 模式开始的时间
    sentinel.tilt_start_time = 0;
    // sentinel.previous_time 是哨兵服务器上一次执行定时程序的时间
    sentinel.previous_time = mstime();
    // 哨兵服务器当前正在执行的脚本数量
    sentinel.running_scripts = 0;
    // 脚本队列
    sentinel.scripts_queue = listCreate();
}

我们查看 struct redisCommand sentinelcmds 这个全局变量就会发现，它里面只有七个命令，难道哨兵仅仅提供了这种服务？为了能让哨兵自动管理普通的 Redis 服务器，哨兵还添加了一个定时程序，我们从 serverCron() 定时程序中就会发现，哨兵的定时程序被调用执行了，这里包含了哨兵的主要工作：

int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData) {
    ......
    run_with_period(100) {
         if (server.sentinel_mode) sentinelTimer();
    }
}

定时程序
定时程序是哨兵服务器的重要角色，所做的工作主要包括：监视普通的 Redis 服务器（包括主机和从机），执行故障修复，执行脚本命令。

// 哨兵定时程序
void sentinelTimer(void) {
    // 检测是否需要启动sentinel TILT 模式
    sentinelCheckTiltCondition();
    // 对哈希表中的每个服务器实例执行调度任务，这个函数很重要
    sentinelHandleDictOfRedisInstances(sentinel.masters);
    // 执行脚本命令，如果正在执行脚本的数量没有超出限定
    sentinelRunPendingScripts();
    // 清理已经执行完脚本的进程，如果执行成功从脚本队列中删除脚本
    sentinelCollectTerminatedScripts();
    // 停止执行时间超时的脚本进程
    sentinelKillTimedoutScripts();
    // 为了防止多个哨兵同时选举，故意错开定时程序执行的时间。通过调整周期可以
    // 调整哨兵定时程序执行的时间，即默认值REDIS_DEFAULT_HZ 加上一个任意值
    server.hz = REDIS_DEFAULT_HZ + rand() % REDIS_DEFAULT_HZ;
}

哨兵与 Redis 服务器的互联
每个哨兵都有一个 struct sentinel 结构体，里面维护了多个主机的连接，与每个主机连接的相关信息都存储在 struct sentinelRedisInstance。透过这两个结构体，很快就可以描绘出，一个哨兵服务器所维护的机器的信息：

typedef struct sentinelRedisInstance {
    ......
    /* Master specific. */
    // 其他正在监视此主机的哨兵
    dict *sentinels; /* Other sentinels monitoring the same master. */
    // 次主机的从机列表
    dict *slaves; /* Slaves for this master instance. */
    ......
    // 如果是从机，master 则指向它的主机
    struct sentinelRedisInstance *master; /* Master instance if it's slave. */
    ......
} sentinelRedisInstance;

哨兵服务器所能描述的 Redis 信息：

参考：http://p.primeton.com/articles/559e431d608f8f5438000059

http://wiki.jikexueyuan.com/project/redis/guard-mechanism.html

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