redis--------哨兵模式

1.哨兵模式

        

 

 试想一下，如果主从模式中，大半夜主节点挂了，运维从床上迷迷糊糊爬起来，打开电脑，手动升级处理，怕不是第二天就要上头条了。

        哨兵模式的出现用于解决主从模式中无法自动升级主节点的问题，一个哨兵是一个节点，用于监控主从节点的健康，当主节点挂掉的时候，自动选择一个最优从节点升级为主节点。

        但哨兵如果挂了怎么办？于是哨兵一般都会是一个集群，是集群高可用的心脏，一般由3-5个节点组成，即使个别节点挂了，集群还可以正常运行。

优点

• 可以在master挂掉后自动选举新的master

缺点

• master挂了，切换新的master会造成未来得及主从同步的数据丢失
• 大数据高并发，单个master内存仍存在上限
• 主从全量同步仍然要耗费大量时间
• 单个Redis只能利用CPU的单个核心，应对海量数据捉襟见肘

解决办法

• Redis集群方案

  客户端连接Redis，会首先连接Sentinel，通过Sentinel查询master地址，然后再连接master进行数据交互。当master挂了，客户端重新跟Sentinel要master地址，连接新的master。

        上图中可看，master挂了，原先的主从复制断开，客户端和master也断开。然后一个slave变成新的master，和其余的slave进行新的主从复制，客户端通过新的master继续交互，Sentinel持续监控已经挂掉的旧的master，一旦旧的master恢复，集群会变为下图，旧的master成为新的slave，从新的master建立主从复制关系。

2.哨兵模式的工作机制

• 一个Sentinel或Sentinel集群可以管理多个主从Redis，如果只有一个Redis，Sentinel没有意义
• master挂了，Sentinel在slave中选举一个升级为master，并修改配置文件
• 挂了的master恢复后，只能当slave，跟新选举的master主从复制
• Sentinel有可能会挂，所以Sentinel一般都是一个集群
• 每个Sentinel节点定期检测Redis数据节点、其余Sentinel节点是否可达
• 对于节点的故障是由多个Sentinel节点共同完成，有效防止误判
• Redis主从复制为异步，master挂了，从节点可能会丢失一部分信息，Sentinel无法保证消息完全不丢失，但可以做到尽量少丢失
• Sentinel.slave_for方法可以从连接池内采用轮询方案拿出一个slave地址，实现负载均衡

3.1 定时监控任务

• 每隔10秒，每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取最近的拓扑结构，可以感知新加入或故障转移的Redis数据节点
• 每隔2秒，每个Sentinel节点会与其他Sentinel节点通信，可以发现新的Sentinel节点，并与其他Sentinel节点交换对主节点的判断信息，方便故障转移及选举
• 每隔1秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点以及其他的Sentinel节点发送ping做一次心跳检测，来确认这些节点是否可达，实现对每个节点的监控
   

3.2 主观下线和客观下线 

主观下线

当Sentinel节点ping其他节点，超时未回复，Sentinel节点就会对该节点做失败判定。主观下线是当前Sentinel节点的一家之言，存在误判可能 

客观下线 

当Sentinel主观下线的节点是master，该Sentinel会询问其他Sentinel对master的判断，当大部分Sentinel都对master的下线做了同意判断，那么这个判断就是比较客观的 

 3.3 Sentinel集群的领导者选举

Sentinel节点已经对master做了客观下线，但还不能立刻进行故障转移，因为故障转移工作只需要一个Sentinel节点来完成，因此在Sentinel集群中要选出一个leader来进行故障转移。

Redis使用了Raft算法实现领导者选举：

• 每个在线的Sentinel节点都有资格成为领导者，他要求其他节点来投自己一票
• 先收到谁的要求就给谁投票，但不能给自己投
• 首先拿到大多数（即一半+1）的票当选领导者

 3.4 故障转移

1. 排除主观下线的从节点
2. 选择优先级高的从节点，如果没有再进行3
3. 选择复制偏移量最大的从节点（复制的最完整），如果没有再进行4
4. 选择runid最小的从节点

4. 哨兵模式的原理

1 多个sentinel发现并确认master有问题
2 选举触一个sentinel作为领导（raft算法）
3 选取一个slave作为新的master
4 通知其余slave成为新的master的slave
5 通知客户端主从变化
6 等待老的master复活成为新master的slave

 哨兵：是一个进程---》启动使用redis-sentinel启动，有自己的配置文件，启动后，可以客户端连接(redis-cli)，查看哨兵状态

4.1配置哨兵 （一主两从架构---》运行多个哨兵--》一般奇数个(3个)）

 配置哨兵配置文件：

port 26379
daemonize yes
dir /root/lqz/redis-6.2.9/data
protected-mode no
bind 0.0.0.0
logfile "redis_sentinel.log"

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000
# 2 配置3个配置文件，监听端口不一样(正常应该放在3台机器上)

# 3 启动哨兵
#启动三个哨兵
./src/redis-sentinel sentinel_26379.conf
./src/redis-sentinel sentinel_26380.conf
./src/redis-sentinel sentinel_26381.conf


# 4 演示故障
	-把主库停止
  -查看自动故障切换
  -启动起原来主库，变成了从

4.2python 操作哨兵

import redis
from redis.sentinel import Sentinel

# 连接哨兵服务器(主机名也可以用域名)
# 10.0.0.101:26379
sentinel = Sentinel([('8.130.125.9', 26379),
                     ('8.130.125.9', 26380),
                     ('8.130.125.9', 26381)
         ],
                    socket_timeout=5)

print(sentinel)
# 获取主服务器地址
master = sentinel.discover_master('mymaster')
print(master)

# 获取从服务器地址
slave = sentinel.discover_slaves('mymaster')
print(slave)



##### 读写分离
# 获取主服务器进行写入
master = sentinel.master_for('mymaster', socket_timeout=0.5)
w_ret = master.set('foo', 'bar')

# slave = sentinel.slave_for('mymaster', socket_timeout=0.5)
# r_ret = slave.get('foo')
# print(r_ret)