redis哨兵集群架构的核心知识及原理

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一、什么是redis高可用架构？

redis高可用架构也叫做故障转移，或主备切换。

二、如何实现redis主备切换的高可用性？

通过哨兵 （sentinel）
哨兵是redis集群中的重要组件

1.哨兵的作用

集群监控：负责监控redis master和slave进程是否正常工作
消息通知：如果某个redis实例有故障，那么哨兵负责发送消息作为报警通知给管理员
故障转移：如果master node挂掉了，会自动转移到slave node上

2.哨兵的核心知识

1）哨兵至少需要3个实例，来保证自己的健壮性
2）哨兵+redis主从的这种架构不能保证数据的零丢失，只能保证redis集群的高可用

3.为什么redis哨兵集群只有两个节点无法正常工作？

这里有两个概念：quorum和marority；
quorum 也就是认为机器故障的个数，比如有5台机器，quorum设置为3 那就是 如果有3个节点认为master宕机了，sentinal集群就会认为master宕机了。
majoritory 代表允许故障转移的机器个数 例如2的majority=2，3的majority=2，4的majority=2，5的majority=3
而对于两个节点的redis集群来说，他们的quorum可以设置为1，也就是s1和s2中只要有一个节点认为master宕机了就可以进行故障转移，但是此时的majority是2，也就是至少要有2个系节点才允许故障转移，这时候因为只有一个s1节点，就无法进行故障转移 。

正确的哨兵模式：3节点哨兵集群

经典的3节点哨兵集群，我们配置quorum = 2，3个节点的majority也是2，如果M1所在的机器宕机了，那么三个哨兵还剩下2个，S2和S3可以一致认为mater宕机，然后选举一个来执行故障转移
同时majority也是2，这个2个哨兵可以允许执行故障转移的。

三、redis哨兵主备切换的数据丢失问题：异步复制、集群脑裂

1.异步复制

异步复制导致的数据丢失问题 即master node挂掉后，slave node 就成了master node，那些内存中还没来得及的复制的数据就丢失了

2.集群脑裂问题

即master主节点，出现了异常性的，有相同数据，相同工作的，两个节点， 脑裂时虽然某个slave被切换成了master，但是client还没来得及切换到新的master，此时如果恢复，旧的master会被作为一个slave挂载到新的master上去，自己的数据就会被清空，重新从新的mater复制数据，导致数据丢失

3.如何解决异步复制和脑裂导致的数据丢失？

通过两个配置： min-slave-to-write 1 ； min-slave-max-lag 10
即要求至少要有一个slave，数据复制和同步的延迟不能超过10s。如果说一旦所有的slave，数据复制和同步的延迟都超过了10s，那么这个时候，master就不会接收任何请求了

四、redis哨兵的多个核心底层原理的深入解析（包含slave选举算法）

1.sdown和odown转换机制

sdown是主观宕机
达成sdown的条件：如果一个哨兵ping一个master，超过了is-down-after-millisecond指定的毫秒数，就主观认为master宕机了
odown是客观宕机
sdown到odown的转换条件：如果一个哨兵在指定的时间内，收到了quorum指定数量的其他哨兵也认为那个master是sdown了，那么就认为是odown了，客观认为master宕机

2.哨兵集群的自动发现机制

哨兵之间的互相发现是通过redis的pub/sub机制实现，每个哨兵都会往_sentinal_:hello 这个channel发送消息并监听这个channel，这个时候所有其他哨兵都可以消费到这个消息，并感知到其他哨兵的存在。
哨兵之间会交换对master的监控配置，互相进行监控配置的同步

3.slave到master的选举算法

如果一个master被认为是odown了，同时majority哨兵也允许了主备切换，那么某个哨兵就会执行主备切换操作，而选举会考虑slave的一些信息，
1）跟master断开连接的时长 【如果时长过长也会被认为不适合被选举成master】
2）slave的优先级 （slave priority越低，优先级就越高）
3）复制offset （哪个slave复制了越多的数据，offset就越靠后，优先级就越高）
4）run id

总结 怎么保证redis是高并发以及高可用的？

1.实现redis的高并发

主从架构，一主多从，单主用来写入数据单机几万的QPS，多从用来查询数据，多个从实例可以提供每秒10万的QPS。
如果redis实现高并发的同时，还需要容纳大量的数据，如果你的缓存要容纳的数据量很大，达到了几十g，或者几百g，那就要redis集群，而且用redis集群之后，可以提供每秒几十万的读写并发

2.实现redis的高可用

如果是主从架构部署，其实就是加上哨兵就可以实现任何一个实例宕机，自动进行主备切换