Redis原理篇——哨兵机制

1.Redis哨兵

主从结构中master节点的作用非常重要，一旦故障就会导致集群不可用。那么有什么办法能保证主从集群的高可用性呢？

2.哨兵工作原理

Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来监控主从集群监控状态，确保集群的高可用性。

2.1.哨兵作用

哨兵集群作用原理图：

哨兵的作用如下：

• 状态监控：Sentinel 会不断检查你的 master 和 slave 是否按预期工作
• 故障恢复（failover）：如果 master 故障，Sentinel 会将一个 slave 提升为 master 。当故障实例恢复后会成为 slave
• 状态通知： Sentinel 充当 Redis 客户端的服务发现来源，当集群发生 failover 时，会将最新集群信息推送给 Redis 的客户端

那么问题来了， Sentinel 怎么知道一个 Redis 节点是否宕机呢？

2.2.状态监控

官方文档：

High availability with Redis Sentinel

Sentinel 基于心跳机制监测服务状态，每隔1秒向集群的每个节点发送ping命令，并通过实例的响应结果来做出判断：

• 主观下线（sdown）：如果某sentinel节点发现某Redis节点未在规定时间响应，则认为该节点主观下线。
• 客观下线(odown)：若超过指定数量（通过 quorum 设置）的sentinel都认为该节点主观下线，则该节点客观下线。quorum值最好超过Sentinel节点数量的一半，Sentinel节点数量至少3台。

如图：

一旦发现master故障，sentinel需要在salve中选择一个作为新的master，选择依据是这样的：

• 首先会判断 slave 节点与 master 节点断开时间长短，如果超过 down-after-milliseconds * 10 则会排除该slave节点
• 然后判断 slave 节点的 slave-priority值，越小优先级越高，如果是 0 则永不参与选举（默认都是1）。
• 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
• 最后是判断 slave 节点的 run_id 大小，越小优先级越高（通过 info server 可以查看 run_id ）。

问题来了，当选出一个新的master后，该如何实现身份切换呢？
大概分为两步：

• 在多个 sentinel 中选举一个 leader
• 由 leader 执行 failover

2.3.选举leader

首先，Sentinel 集群要选出一个执行 failover 的 Sentinel 节点，可以成为 leader 。要成为 leader 要满足两个条件：

• 最先获得超过半数的投票
• 获得的投票数不小于 quorum 值
  而 sentinel 投票的原则有两条：
• 优先投票给目前得票最多的
• 如果目前没有任何节点的票，就投给自己
  比如有3个 sentinel 节点，s1 、s2 、s3 ，假如 s2 先投票：
• 此时发现没有任何人在投票，那就投给自己。s2 得 1 票
• 接着 s1 和 s3 开始投票，发现目前 s2 票最多，于是也投给 s2 ，s2 得 3 票
• s2 称为 leader ，开始故障转移
  不难看出，谁先投票，谁就会称为 leader ，那什么时候会触发投票呢？
  答案是 第一个确认 master 客观下线的人会立刻发起投票，一定会成为 leader 。

OK，sentinel找到 leader 以后，该如何完成 failover 呢？

2.4.failover

我们举个例子，有一个集群，初始状态下 7001 为 master ，7002 和 7003 为 slave：

假如 master 发生故障，slave1 当选。则故障转移的流程如下：

1. sentinel 给备选的 slave1 节点发送 slaveof no one 命令，让该节点成为 master

2. sentinel 给所有其它 slave 发送 slaveof 192.168.150.101 7002 命令，让这些节点成为新 master ，也就是 7002 的 slave 节点，开始从新的 master 上同步数据。

3. 最后，当故障节点恢复后会接收到哨兵信号，执行 slaveof 192.168.150.101 7002 命令，成为 slave ：

参考：

https://www.bilibili.com/video/BV1S142197x7?p=145&vd_source=f586bbf89de5904ba5a05a8c1d18f1c4