Redis Sentinel工作原理

Redis Sentinel是Redis的高可用性解决方案。它主要用来监控Redis master和slave服务器的运行状态，并在master宕机时自动进行故障转移，即从slave节点中选举出新的master节点，并让其余的slave节点指向新的master节点。

Redis Sentinel工作原理：

1. 监控：Sentinel 不断地检查你的master和slave服务器是否运行正常。
2. 通知：当被监控的某个Redis实例出现问题时，Sentinel可以通过API通知系统管理员或其他应用程序。
3. 自动故障转移：如果一个master节点不可达，Sentinel可以开始一个故障转移的过程。它将选举一个slave来成为新的master，其余的slave将被配置为新master的slaves。
4. 配置提供者：Sentinel能够作为服务发现的工具，客户端可以询问Sentinel以获取当前master地址。

集群脑裂（Split Brain）：

脑裂是指在分布式系统中，由于网络故障导致集群中的节点不能互相通信，每部分节点可能会独立选举出自己的master，导致多个master并存的情况。在Redis Sentinel集群中，为了避免脑裂情况的出现，Sentinel在进行故障转移时，需要超过半数以上的Sentinel节点同意才能执行故障转移。

数据同步：

当新的master被选举出来之后，其余的slave节点需要重新从新的master节点同步数据。Redis的复制特性会保证数据最终一致性。

Java代码演示：

以下是使用Jedis客户端库与Redis Sentinel进行交互的示例代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;

public class RedisSentinelExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 主节点名称和哨兵信息
        String masterName = "mymaster";
        Set<String> sentinels = new HashSet<>();
        sentinels.add("127.0.0.1:26379");
        sentinels.add("127.0.0.2:26379");
        sentinels.add("127.0.0.3:26379");

        // 创建哨兵连接池
        JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool(masterName, sentinels);

        // 获得客户端连接
        try (Jedis jedis = pool.getResource()) {
            // 执行命令
            String key = "key";
            String value = "value";
            jedis.set(key, value);
            System.out.println("Set key: " + key + ", value: " + value);

            // 获取数据
            String valueFromRedis = jedis.get(key);
            System.out.println("Get key: " + key + ", value: " + valueFromRedis);
        }
        // 关闭哨兵连接池
        pool.close();
    }
}

在这个例子中，我们首先定义了一个包含Redis Sentinel节点地址的集合，然后创建了一个JedisSentinelPool对象。通过池对象我们可以获取到一个与当前master节点连接的Jedis对象，并执行常规的Redis命令。

注意事项：

• Redis Sentinel至少需要三个实例来保证一个稳健的系统，以避免"误判"。
• Sentinel和Redis节点之间以及Sentinel内部都有心跳机制来检测是否在线。
• Sentinel配置中的down-after-milliseconds、failover-timeout和parallel-syncs参数对故障转移的行为和性能有显著影响。

源码解析：

Redis Sentinel的源码位于Redis代码库的src/sentinel.c文件中。Sentinel的实现依赖于Redis的发布订阅功能和定时任务调度来检测和响应集群状态的变化。

关键源码部分：

• sentinel.c中的sentinelTimer函数负责定期执行的任务，比如检查Redis实例状态。
• sentinelFailoverStateMachine函数实现了故障转移的状态机逻辑。
• sentinelCommand函数是处理Sentinel命令的入口点。

由于Redis的源码是用C语言编写的，并且为了实现其高性能的特性，源码的逻辑较为复杂和紧凑，不太适合在这里深入展开。但是，核心思想是通过定期与各个Redis节点和Sentinel节点通信，以及监听特定的事件来触发故障转移的流程。