【Redis】Redis高级：哨兵

Redis高级：哨兵

Redis主从集群中的从节点宕机后，可以通过主节点来做数据的同步，但是如果宕机的是主节点，那该怎么处理呢？

如果主节点在宕机之前刚好做了数据的持久化，那自然是不用担心数据安全问题的，但是主节点是负责写操作的，而从节点是只读的，如果主节点一直宕机，那么Redis就无法处理来自用户的写操作命令，这显然是不行的

Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来实现主从集群的自动故障恢复。

1 哨兵原理

1.1 集群结构和作用

哨兵并不是Redis集群的一部分，而是独立于Redis集群的另外一个集群。整体结构如图：

哨兵的作用如下：

• 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。当故障的master恢复之后也以新的master为主
• 通知：Sentinel可以充当Redis客户端的服务发现来源，Redis客户端无需再直接连接Redis节点，而是连接Sentinel，由Sentinel提供主从节点的地址信息，当集群发生故障转移，即有slave被提升为master后，Sentinel 会将服务状态的变更通知 Redis 客户端，这样 Redis 客户端就可以知道新的主从节点了，从而改变节点的访问地址。

1.2 集群监控原理

Sentinel基于心跳机制来监测服务状态是否正常，Sentinel每隔1秒会向集群的每个实例发送一次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值是我们自己设定的，最好超过Sentinel实例数量的一半。

一旦Sentinel集群认定了master客观下线后，会从现有的slave中选择一个作为新的master

1.3 集群故障恢复原理

一旦发现master故障，sentinel会从现有的salve中选择一个作为新的master，具体选择哪个slave，需要经过以下判断：

• 首先会判断slave节点与master节点距离上一次同步的时间长短，如果超过指定值（down-after-milliseconds * 10，由我们自己设定）则说明该节点的数据较旧，会首先排除该slave节点
• 然后判断slave节点的slave-priority值，越小优先级越高，为0则永不参与选举，一般来说，如果我们不主动设置slave-priority，则所有节点的slave-priority都是一样的
• 如果slave-prority一样，则判断slave节点的offset值，越大说明数据越新，优先级越高
• 如果通过offset值仍然不能判断出优先级，那就说明选哪个slave成为新的master已经没有什么区别了，这时就会根据slave节点的运行id大小来判断，id越小优先级越高。

当选出一个新的master后，Sentinel又是如何实现主从切换的呢？整理流程如下：

• 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

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2 搭建哨兵集群

2.1 集群结构

这里我们搭建一个三节点形成的Sentinel集群，来监管Redis主从集群。如图：

三个sentinel实例信息如下：

节点	IP	PORT
s1	192.168.211.100	27001
s2	192.168.211.100	27002
s3	192.168.211.100	27003

搭建主从集群可以参考我的上一篇文章：【Redis】Redis高级：主从

2.2 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。我这里Redis的安装目录在/usr/local/redis-6.2.6，以下操作将以这个目录为参考。

另外需要注意，以下所有操作都是在redis没有设置密码的情况下，如果你的redis设置了密码，则操作会更复杂一些。

首先创建三个文件夹，名字分别叫s1、s2、s3：

# 进入/local目录
cd /usr/local
# 创建目录
mkdir s1 s2 s3

然后我们在s1目录创建一个sentinel.conf文件，添加下面的内容：

# 当前sentinel实例的端口
port 27001
# 指定sentinel的ip地址为当前虚拟机的ip地址
sentinel announce-ip 192.168.211.100
# 指定主节点信息
# mymaster 为主节点名称，为自定义
# 192.168.150.101 7001 为主节点的ip与端口
# 2 为quorum值，即当超过2个sentinel认为某节点主观下线时，该节点客观下线
sentinel monitor mymaster 192.168.211.100 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
# 配置文件所在目录
dir "/usr/local/s1"

然后将s1/sentinel.conf文件拷贝到s2、s3两个目录中（在/local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（在/local目录下执行命令）：

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

2.3 启动与测试

注意：进行sentinel的测试之前需要先将Redis主从环境搭建并运行

为了方便查看日志，我们另外打开3个ssh窗口，分别执行以下命令：

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

出现了如下界面，就说明成功了

这时我们就可以尝试让主节点宕机，同时观察redis-sentinel运行的ssh窗口的变化，笔者经过测试是没问题的，7001宕机之后，7003当选成为了新的master，大家也可以自行尝试一下

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3 RedisTemplate连接哨兵

在Sentinel集群监管下的Redis主从集群，其主从节点的身份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，这一过程是全自动的，我们只需要经过简单的配置就可以实现。

具体配置如下：

1）在boot项目的pom文件中导入依赖

 <dependency>
 	<groupId>org.springframework.bootgroupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
 dependency>

2）在application.yml中指定sentinel相关信息：

spring:
  redis:
    sentinel:
      master: mymaster # master名称，需要与sentnel配置信息中的master名称一致
      nodes:
        - 192.168.150.101:27001 # sentinel节点1
        - 192.168.150.101:27002 # sentinel节点2
        - 192.168.150.101:27003 # sentinel节点3

3）在项目的启动类中，添加一个新的bean，这个bean是用来做Redis集群的读写分离的

@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer(){
    return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);
}

bean中配置的信息是读写策略，包括四种可选项：

• MASTER：从master读取
• MASTER_PREFERRED：优先从master节点读取，master不可用才读取slave
• REPLICA：从slave节点读取
• REPLICA _PREFERRED：优先从slave节点读取，所有的slave都不可用才读取master

上述配置完毕之后，我们就可以正常使用RedisTemplate来对redis集群进行操作，如果集群中的master宕机了，sentinel就会自动选举新的master，并将新master的信息发送给该Java程序，这样Java程序就可以对新master进行写操作而对其他节点进行读操作了。而这一过程都是自动完成的，无需我们过多关注