Redis哨兵(sentinel)

什么是Sentinel？

定义

Sentinel（哨兵）是Redis的高可用性(hign availability)解决方案：又一个或多个Sentinel实例(instance)组成的Sentinel系统(System)可以监视任意多个主从服务器，以及这些主从服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

简单描述

Sentinel可以实现高可用，例如，主服务宕机，可以让其他服务顶上，不至于业务崩溃。

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server1已下线

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升级server2为主服务器

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server1 重连后会转为从服务器

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Sentinel能解决什么问题？

• 解决单节点风险问题
• 当主服务器宕机时，自动选取从服务器作为主服务器

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Sentinel如何实践？

修改sentinel.conf 监控master服务

• 监控主机服务器
  sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1

• 增加主机服务器密码配置(当主机服务设置了密码)，此设置需放置在上一个设置之后，否则会提示No such master with specified name.
sentinel auth-pass mymaster 123456

验证Sentinel

• 启动sentinel
  有两种方式启动Sentinel，两种方式效果完全相同
  redis-sentinel sentinel.conf
redis-server sentinel.conf --sentinel

• 启动master
  redis-server ../redis.conf &

• 启动slave
  redis-server ../redis6378.conf &

• sentinel 配置信息

port 26379
protected-mode no
dir "/tmp"
sentinel myid 9b14990799b61a813022e2a52cd72665848f7d1f
sentinel monitor mymaster  xxx.xxx.xxx.xxx  6379 1
sentinel auth-pass mymaster dev34516
sentinel config-epoch mymaster 20
sentinel leader-epoch mymaster 20

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• 查看sentinel信息
  info sentinel

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可以看到 监控到master服务状态正常，并且有一个slave服务。

kill掉master服务

image.png

可以发现mymaster的状态已经更新为odown状态

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检查客户端连接

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过一段时间后，发现sentinel已经将6378设置成为了master，并且查看6378的角色已经装为master

使用RedisTemplate测试Redis sentinel

配置信息

  redis:
    password: xxxx
    sentinel:
      master: mymaster
      nodes: xxx.xxx.xxx.xxx:26379

单元测试

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringSessionTestApplicationTests {

    @Autowired
    UserService userService ;

    @Autowired
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    public void contextLoads() {
    }

    @Test
    public void testRedisSentinel2(){
        String key = "testSentine2" ;
        String value = "this is a value2" ;
        userService.setString(key,value);
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,value);
        assert value.equals(userService.getString(key));
    }
}

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Sentinel原理

Sentinel初始化

• 使用Sentinel专用代码
  Sentinel模式下，Redis不能执行诸如SET、DBSIZE、EVAL等命令，因为服务器根本没有在命令列表中载入这些命令。

• 初始化Sentinel状态
  Sentinel模式下，服务器会初始化一个sentinel.c/sentinelState结构，这个结构保存了服务器中所有和Sentinel功能有关的状态

  
  
  

  image.png

• Sentinel创建主服务器实例

  
  
  

  image.png

• Sentinel 监听
  对于每个被Sentinel监听的主服务器来说，Sentinel会创建两个连向主服务器的异步网络连接
  1、一个是命令连接，这个连接专门用于向主服务器发送命令，并接受命令回复。
  2、另一个是订阅命令，这个链接专门用于订阅主服务器的sentinel:hello频道。

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• Sentinel 发现slave服务器
  Sentinel默认会以每10秒一次的频率，通过命令连接向被监视的主服务器发送INFO命令，并通过分析INFO命令的回复来获取主服务器的当前信息。

  
  
  

  image.png

通过分析INFO中的信息，Sentinel会分别为三分从服务器创建各自的实例结构，并将这些结构保存到主服务器实例结构的slaves字典里面。

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Sentinel发现主服务器有新的从服务器出现时，Sentinel除了会为这个新的服务器创建相应的实例结构之外，Sentinel还会创建连接到从服务器的命令连接和订阅连接。

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Sentinel检测下线

主观下线

默认情况下，Sentinel会以每秒一次向所有与它创建了命令连接的实例（包括主服务器、从服务器、其他Sentinel在内）发送PING命令，并通过实例返回的PING命令回复来判断实例是否在线。

Sentinel配置文件中down-after-milliseconds选项指定了Sentinel判断实例进入主观下限所需的时间长度。如果一个实例在down-after-milliseconds毫秒内，连续向Sentinel返回无效回复，那么此Sentinel认为该实例已下线。

客观下线

当Sentinel将一个主服务器判断为主观下线后，为了确认这个服务器是否真的下线了，它会向同样监视这一主服务器的其他Sentinel询问，看它们是否也认为主服务器已经进入下线状态。当Sentinel从其他Sentinel那里接收到足够数量的已下线判断之后，Sentinel就会将从服务器判断为客观下线，并对主服务器执行故障转移。

选举领头Sentinel

当一个主服务器被判断为客观下线后，只能有一个Sentinel对该服务器进行故障转移。所以，所有监听此服务器的Sentinel需要选出一个带头大哥来做这件事情。
选举有以下规则与方法
1、所有在线的Sentinel都有被选为领头Sentinel的资格
2、每次选举后，不论是否陈宫，所有Sentinel的配置纪元（configuration epoch）加一。该配置只是一个计数器功能
3、在一个配置纪元中，每个Sentinel都有一次将某个Sentinel设置为局部领头Sentinel的机会。
4、Sentinel设置规则是先到先得，最先向目标Sentinel发送设置的将成为Sentinel的局部领头Sentinel
5、如果某个Sentinel被半数以上的Sentinel设置成为了局部领头Sentinel，那么这个Sentinel成为领头Sentinel。
6、每一个配置纪元里面，只能出现一个领头Sentinel。
7、如果给定时间内，没有选出来领头Sentinel，过一段时间，将再次选举，直到选出领头Sentinel。

image.png

故障转移

领头Sentinel会对已下线的主服务器进行故障转移，分为三个步骤
1、在已下线主服务器属下的所有从服务器里面，挑选一个从服务器，将其转换为主服务器
2、让已下线主服务器属下的所有从服务器改为复制新的主服务器
3、将已下线主服务器设置为新的主服务器的从服务器，当旧的主服务器重新上线时，它就会成为新的主服务器的从服务器。

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