Redis的哨兵模式原理

上文介绍了Redis主从复制的原理，它解决了Redis数据备份的问题,master节点发生故障后不能自动选举出新的主节点，需要人工将slave节点设置成主节点，效率低下，不能实现自动故障转移，Redis官方提供了一个高可用解决方案Sentinel。

一、Redis sentinel是什么？

二、sentinel能干什么？

1、监控redis集群节点（master replica）和sentinel节点健康状态

2、自动故障转移：如果master出现故障，sentinel可以实现故障转移，并且通知客户端连接新的master。

3、通知：通过api，可以发送通知到管理员，开发人员，监控的redis实例出现了故障

4、配置中心：客户端连接到sentinel,sentinel可以访问master将节点信息返回给客户端

三、启动sentinel方法

1、redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

2、redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

sentinel.conf配置说明如下

# 配置需要监控的master节点信息 2代表法定人数 作用是表示需要最少需要多少个sentinel节点同意
#master节点不可达才标记为客观下线
#举例 5个sentinel实例 quorum设置成2 那么有2个sentinel节点认为master不可达，
#则其中一个会启动故障转移#如果至少有三个哨兵可到达，故障转移将被授权并实际启动。
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2 
#只需要配置master sentinel会自动检测slave信息
sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000 
#如果master在指定时间内没有响应ping命令/或报错，则认为主观下线了。
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel parallel-syncs mymaster 1 
#指定故障转移的时候，同时支持多少个replica并行的与master同步数据，越小故障转移越久
#以上配置可以通过SENTINEL SET command.来实时修改。
sentinel monitor resque 192.168.1.3 6380 4
sentinel down-after-milliseconds resque 10000
sentinel failover-timeout resque 180000
sentinel parallel-syncs resque 5

注意点：

Redis-sentinel必须使用配置文件启动，重启需要根据配置文件恢复，默认打开26379端口，sentinel之间必须开放端口访问，方便相互访问。

四、Sentinel工作流程

1、首先sentinel之间是通过redis的pub/subscribe机制实现动态感知。

2、sentinel是如何感知master挂掉的呢？

这里有两种情况，一种是master主观下线，一种是master客观下线。

主观下线：每个sentinel每1s向master发送ping命令，如果在down-after-milliseconds时间内master没有响应,则该sentinel节点认为master主观下线了。

客观下线：

当主观下线的节点是主节点时，哨兵节点会通过指令sentinel is-masterdown-by-addr寻求其它哨兵节点对主节点的判断，当超过quorum（在sentinel配置中配置的法定人数）个数，此时哨兵节点则认为该主节点确实有问题，这样就客观下线了，大部分哨兵节点都同意下线操作，也就说是客观下线。

注意客观下线只针对master节点生效，它会触发故障转移

3，master下线了，需要进行故障转移

这里又分为两步，首先需要选择sentinel哨兵主节点，通过sentinel主节点来进行redis的故障转移。

首先是sentinel选举领导者。使用raft算法（状态共识算法）。

每一个Sentinel节点都可以成为Leader，当一个Sentinel节点确认redis集群的主节点主观下线后，会请求其他Sentinel节点要求将自己选举为Leader。被请求的Sentinel节点如果没有同意过其他Sentinel节点的选举请求，则同意该请求(选举票数 1)，否则不同意。

如果一个Sentinel节点获得的选举票数达到Leader最低票数(quorum和Sentinel节点数/2 1的最大值)，则该Sentinel节点选举为Leader；否则重新进行选举。

Raft核心思想：先到先得，少数服从多数。

sentinel选举出主节点后，sentinel主节点需要选举出redis集群主节点，构建新的集群关系。

选举新redis主节点的依据是：

1、与sentinel断开连接的时间。过滤发现与主sentinel服务器断开连接的时间超过配置的主机超时时间down-after-milliseconds的副本slaves

2、副本优先级。 优先选择replica-priority低的。

3、如果优先级相同，已处理复制偏移量。越大越优先，这个更符合业务场景功能。

4、如果复制offset相同，就看运行ID。优先选择小的。

选择出master节点后，开始维护集群关系。

1、sentinel节点，向新主节点发送，slave no one命令，让它成为独立节点

2、sentinel节点，向其他节点发送 slaveof ip port，跟随到主节点

五、总结

通过上面的分析，sentinel通过定时监控手段，可以实现自动故障转移，不过sentinel还是有一些问题，比如单个master节点情况下，数据存在丢失的可能，并且如果单机性能有限，也没有横向扩展的能力。

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