来Redis哨兵模式

哨兵模式

1. 哨兵概念

• 在一主多从结构中，如果master宕机了，就需要从多个slave中选出一个作为新的master，要想完成这样的功能，就需要使用Redis的哨兵机制

• 哨兵 (sentinel) 是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的master并将所有slave连接到新的master，如下图所示：

  

2. 哨兵作用

• 监控：监控master和slave
  • 不断的检查master和slave是否正常运行
  • master存活检测、master与slave运行情况检测

• 通知（提醒）：当被监控的服务器出现问题时，向其他哨兵、Redis服务器发送通知

• 故障转移：断开宕机的master与slave的连接，选取一个slave作为master，将其他slave连接新的master，并告知客户端新的服务器地址

注意：哨兵也是一台redis服务器，仅提供监控服务，不提供数据管理服务；通常哨兵的数量配置为单数(方便投票)

3. 启用哨兵

• 修改哨兵的配置文件 sentinel.conf ，配置文件位于Redis目录下，如下图所示：

  

• 部分配置的含义如下图所示：

  

• 启动哨兵

  redis-sentinel filename 
  #filename指的是配置文件名
  #每个哨兵都要配置自己的配置文件

• 配置并启动哨兵之后，主服务器宕机之后，会自动的执行投票、主从切换等过程

4. 哨兵原理

哨兵在进行主从切换过程中经历三个阶段：

• 监控
• 通知
• 故障转移

4.1 监控

用于同步各个节点的状态信息，这些节点包括master、slave、哨兵，也就是整个系统所有服务器的信息。

主要完成的功能：

• 获取各个sentinel的状态（是否在线）：新添加的哨兵要与系统中已经存在的哨兵进行信息的交互

• 获取master的状态（通过info指令）

  • 获取的内容如下

    1. master属性
    	 runid
    	 role：master
    2. 各个slave在master中保存的基本信息

• 获取所有slave的状态（根据master中slave的信息向所有的slave发送info指令）

  • 获取的内容如下

    slave属性
    	runid
    	role：slave
    	master_host、master_port
    	offset

具体的内部工作原理如下所述：

• 哨兵1向master发送info指令之后，会建立一个cmd连接，创建的连接是用来发送命令的
• 创建好cmd连接之后，会在哨兵1这一端保存目前他所获得的所有信息，另一端master也会保存自己持有的信息
• 然后哨兵1根据从master获取的关于salve的信息，向slave发送info指令，得到salve的信息，丰富这一端所保存的信息
• 当新增一个新的哨兵2时，哨兵2向master发送info指令，建立cmd连接，根据master中的信息可以得到之前已经存在的哨兵1，在自己这一端保存已经获得的信息。然后判断哨兵1是否在线，与哨兵1建立连接，二者互相交换各自的信息，并且双方会持续的ping，保证他们之间是畅通的
• 哨兵2根据从master获得的slave信息，再从slave获取信息，丰富自己所保存的信息
• 再新增一个哨兵3时，与之前的过程类似，最终三个哨兵建立起了关系网
• 关系网中三者会互相交换、发送信息，关系网中的这种工作模式称为发布订阅模式

4.2 通知

哨兵在通知阶段要不断的去获取master与slave的信息，然后将获得的信息在各个哨兵之间进行共享。

具体的流程如下：

哨兵通过建立的cmd连接，向master、slave发送 hello 指令，得到他们的信息，然后在关系网中共享：

4.3 故障转移

断开宕机的master与slave的连接，选取一个slave作为master，将其他slave连接新的master，并告知客户端新的服务器地址。

具体的流程如下所述：

• 哨兵1始终得不到master的回应，主观判断master宕机，标记 sdown（仅有一个哨兵认为master宕机）

• 哨兵1在关系网中传递消息，向其他哨兵发送图中左上角的消息

• 其他哨兵得到消息之后，全部向master发送消息，确定master是否宕机，他们也会将自己得到的结果发送给关系网中的其他哨兵，确定master宕机后，将标记改为 odown（所有哨兵探测之后，超过一半的哨兵认为master宕机）

  

• 当认定master宕机之后，此时需要选举新的master，由哪个哨兵完成这件事要通过哨兵之间的选举决定，具体过程如下所述：

  • 在选举的时候每个哨兵手里都有一票，每个哨兵都会发出一个指令，在内网里边告诉其他哨兵自己当选举人，比如说sentinel1和sentinel2发出这个选举指令，那么sentinel3接收到他们的申请之后，sentinel3就会把自己的一票投给其中一方，根据到达的先后顺序投票，获得票的那一方就会多一张选举票，按照这样的一种形式，最终会有一个选举结果，获得票数最多的哨兵会被获选
  • 在这个过程中有可能会存在失败的现象，比如第一轮没有选举成功，那就会接着进行第二轮第三轮直到完成选举

• 当完成哨兵之间的选举之后，接下来就要由选举胜出的哨兵去slave中挑选一个，将其变成新的master，具体的流程如下所述：

  • 哨兵在服务器列表中挑选备选master的原则：先排除，后选择
    • 不在线的OUT
    • 响应慢的OUT
    • 与原master断开时间久的OUT
    • 排除结束，开始进行选择
    • 优先级高的获选
    • offset较大的获选（比较大说明同步原来master的数据最多）
    • 若还没有选出，则最后根据runid选出

• 选出新的master之后，哨兵发送指令给服务器：

  • 向新的master发送 slaveof no one 指令

  • 向其他slave发送 slaveof 新masterIP端口 指令

• 同时还要告诉其他的哨兵新master是谁

5. 总结

监控阶段：同步信息

通知阶段：保持联通

故障转移阶段：

1. 哨兵发现问题，依次标记主观下线与客观下线
2. 竞选负责哨兵
3. 优选新master
4. 新master上任，其他slave连接新的master，原master恢复之后作为slave连接到新master

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