Redis --- 第八讲 --- 关于主从复制哨兵

主从复制的补充问题

从节点和主节点之间断开连接，有两种情况：

1、从节点和主节点断开连接

slaveof no one 命令。这个时候，从节点就能能够晋升成主节点。意味着我们程序员要主动修改redis的组成结构。，

2、主节点挂了

这个时候从节点不会晋升成主节点的。必须通过人工干预的方式恢复主节点。

这个是脱离咱们掌控的。

Redis主节点无法重启的问题：

通过service redis-server start 启动的redis服务器，是通过一个redis这样的用户，来启动的。而redis server需要按照可读可写的方式打开aof文件，而这个文件对于root之外的用户只有读权限。因此service redis-server start启动的redis服务器无法打开appendonly.aof文件。因为这里我们的三个服务器是使用的同一个appendonly.aof文件。

解决方案：把三个redis服务器的生成的文件，也给区分开。更靠谱的是，直接把三个redis服务器的工作目录区分开。（修改配置文件中的dir选项）

1、停止之前的redis服务器

2、删除之前工作目录下，已经生成的aof文件或者通过也可以通过chown命令修改以下所属用户。

3、给从节点创建出新的目录，用来作为从节点的工作目录。并且修改从节点的配置文件，设定成新的目录为工作目录。

4、启动redis服务器。

一、哨兵机制

人工，大部分是不太靠谱的。通过自动化的手段来解决主节点挂了的问题。也就是哨兵机制。

更哨兵机制有关的概念

哨兵机制是通过独立的进程来体现的和之前的redis-server是不同的进程。redis-sentinel不负责存储数据，只是对其他的redis-server起到监控的作用。通常哨兵节点，也会搞一个集合。单个哨兵节点挂了咋办。

Redis sentinel架构

单独的redis sentinel进程，提供了多个。并且这三个哨兵进程就会自动监控现有的redis master和slave。监控：这些进程之间，会建立tcp长连接，通过这样的长连接，定期发送心跳包。借助上述的监控机制，就可以即使发现某个主机是否是挂了。如果是从节点挂了，其实没有关系。如果是主节点挂了，哨兵就要发挥作用了。

第一步：此时一个哨兵节点发现主节点挂了，还不够，需要多个哨兵节点来共同认同这件事情，主要是为了防止出现误判。

第二步：主节点确实是挂了，这些哨兵节点中，就会推举一个leader，有这个leader负责从现有从节点中挑一个作为新的主节点。

第三步：挑选出新的主节点之后，哨兵节点，就会自动控制该被选中的节点，执行slaveof no one，并且控制其他从节点，修改slaveof到新的主节点上。

第四步：哨兵节点会自动的通知客户端程序，告知新的主节点是谁，并且后续客户端再进行写操作，就会针对新的主节点进行操作了。

Redis哨兵的核心功能：

1、监控

2、自动的故障转移

3、进行通知

注意，redis哨兵节点有一个也是可以的。

1、如果哨兵节点只有一个，它自身也是容易出现问题的。万一这个哨兵节点挂了，后续redis节点也挂了，就无法进行自动的恢复过程了。

2、出现误判的概率也比较高。毕竟网络传输数据也是容易出现抖动或者延迟或者丢包的。如果只有一个哨兵节点，出现上述问题之后，影响就比较大了。

基本原则：在分布式系统中，应该避免使用单点。也就是冗余。哨兵节点最后要搞奇数个，最少也应该是3个。

使用docker搭建环境

一个主节点和两个从节点，和三个哨兵的节点。

按理说，这6个节点，是要在6个不同的服务器主机上的。此时，只有一个云服务器，就在一个云服务器上，来完成这里的环境搭建。在实际工作中，把上述节点放到一个服务器上，是没有意义的。当前这么做只是迫于无奈的。

由于这些节点还挺多的，相互之间容易打架，依赖的端口号/配置文件/数据文件。如果咱们直接部署，就需要小心翼翼的去避开这些冲突。这种方式比较繁琐。也会和不同主机上部署，存在较大差异。

但是我们使用docker就可以有效的解决上述的问题。

简单介绍：虚拟机，通过软件，在一个电脑上模拟出另外的一些硬件。构造了另一个虚拟的电脑。虚拟机这样的软件就可以使用一个计算机。来模拟出多个电脑的情况。但是虚拟机有一个很大的问题，比较吃配置。这个事情对咱们的云服务器来说，压力山大。docker可以认为是一个轻量级的虚拟机，起到了虚拟机这样的隔离环境的效果，但是又没有吃很多的硬件资源。即使是配置比较拉跨的云服务器，也能构造出好几个这样的虚拟的环境。docker现在后端开发这块非常流行的组件。

docker中关键概念：容器，看作一个轻量级的虚拟机。

1、需要安装docker和docker-compose。

2、停止之前的redis服务器。

3、使用docker获取到redis的镜像。docker中的镜像和容器类似于可执行程序和进程的关系。镜像可以自己构建，也可以直接拿别人已经构建好的。docker hub。包含了很多其他大佬们构建好的镜像。

git pull使用git从中央仓库拉取代码。docker pull使用docker从中央仓库（默认是从docker hub）来拉取镜像。拉取到的镜像，里面包含一个精简的Linux操作系统，并且上面会安装redis。只要直接基于这个镜像创建一个容器跑起来，此时，redis服务器就搭建好了。

查看镜像。

基于docker来搭建redis哨兵环境了。

通过docker-compose来进行容器编排，此处涉及到多个redis server 也有多个redis哨兵节点。每一个redis server或者每一个redis哨兵节点都是作为一个单独的容器了。我们现在又6个容器了。

通过一个配置文件，把具体创建哪些容器，每个容器运行的各种参数，描述清楚。后续通过一个简单的命令，就能够批量的启动/停止这些容器了。使用yml这样的格式来作为配置文件。经典的配置文件格式：xml通过标签的格式进行组织的。

<>中成对出现的标签。html中的标签，都是标准规定的。xml中的标签，都是自定义的。写起来特别啰嗦。并且也比较占用空间。后来，又有了json这样的格式。

yml格式和json有一些相似之处，yml虽然没有json格式这么火，也还是挺广泛使用的。

和json都是这种比较直观的键值对结构，json是使用{}来表示层级结构，yml则是使用缩进来表示。yml相对于json的优势。对于格式要求的更严格，可读性会更好。更有助于人来理解。

编排工作：

1）创建三个容器，作为redis的数据节点（一个主，两个从）

2）创建三个容器，作为redis的哨兵节点。

文件名必须是固定的。

书写以下信息

version版本号

services启动哪些服务器

master，slave1，slave2 主从服务器名。

image：容器基于哪一个镜像。

command：启动redis服务器的选项。

ports：端口映射，docker容器，可以理解成是一个轻量的虚拟机。在这个容器里，端口号和外面宿主机的端口号是两个体系。如果容器外面使用了5000端口，在容器内部也可以使用5000彼此不会冲突。有的时候，希望在容器外面能够访问到容器里面的端口号。就可以把容器内部的端口映射成宿主机的端口。

有的端口，希望在容器外访问容器内部的端口，需要进行端口映射，把容器里的端口映射到宿舍主机上，后续访问宿主机的这个端口，就相当于在访问对应容器的对应端口了。站在宿主的角度，访问上述几个端口的时候，也不知道这个端口实际上是一个宿主机上的服务，还是一个来自于一个容器内部的服务。只要正常去使用即可。这里的映射过程非常像NAT一样。

启动容器。

查看对应的日志。

redis哨兵节点，是单独的redis服务器进程。

文件映射：哨兵节点，会在运行过程中，对配置文件进行自动的修改。因此，就不能拿一个配置文件，给三个容器分别映射。

接下里再来看这三个配置文件的具体细节。初始情况下，这三个配置文件内容可以是一样的。

bind 绑定ip，port 端口号，sentinel monitor告诉哨兵节点监控哪个redis服务器。ip，端口号，法定票数。这里的票数就是为了更稳健的确认当前redis-server是否挂了，不能只听一个哨兵的一面之词。

down-after-milliseconds 心跳包的超时时间。

创建redis-sentinel1文件。把上述的内容写到该文件中。复制出2和3文件。但是这里报了一个错误。

docker-compose以下启动了N个容器。此时N个容器都处于同一个局域网中，可以使者N个容器之间可以相互访问。三个redis-server节点是一个局域网。三个哨兵节点，是另一个局域网。默认情况下，这两网络似乎不能互通的。解决方案：可以使用docker-compose把此处的两组服务给放到同一个局域网中，docker network ls 列出当前docker中的局域网。

此处先启动了三个redis server节点，就相当于自动创建了第一个局域网。在启动后面三个哨兵节点，就直接让这三个节点加入到上面的局域网中，而不是创建新的局域网。

通过上述的操作，就完成了此处的配置。

启动后我们发现sentinel1文件里的内容已经被我们的程序自动配置重写了。

哨兵存在的意义，能够在redis主从结构出现问题的时候，此时哨兵节点就能够自动的帮我们重新选出一个主节点，来代替之前挂了的节点，保证整个redis仍然是可用的状态。

手动把主节点干掉

当主节点挂了之后，哨兵节点就开始工作了。

sdown主观下线，本哨兵节点，认为该主节点挂了，odown客观下线：好几个哨兵都认为该节点挂了，达成了一致，此时主节点挂了这个事情就被实锤了。

此时就需要哨兵节点选出一个从节点，作为新的主节点，此处就需要提拔出一个新的主节点。

切换过程。

如果主节点挂了之后，恢复过来，作为了一个从节点。

主从切换具体流程

哨兵重新选取主节点的流程（经典面试题）

1、主观下线

哨兵节点通过心跳包，判定redis服务器是否正常工作。如果心跳包没有如约而至，就说明redis服务器挂了。此时还不能排除网络波动的影响，因此就只能单方面认为这个redis节点挂了。

2、客观下线

多个哨兵都认为主节点挂了，认为挂了哨兵节点数目达到法定票数。哨兵们就认为这个主节点是客观下线。

3、要让多个哨兵节点，选出一个leader节点，由这个leader负责选一个从节点，作为新的主节点。

每个哨兵手里只有一票。当哨兵1第一个发现当前是客观下线之后，就立即给自己投了一票，并且告诉了2，3我来负责这个事情，2 3反应慢了半拍，才发现是客观下线，一看1乐意负责这个事情，立即投了赞成票。如果总的票数超过哨兵总数的一半，选举完成了。上面的投票过程看谁反应快。谁的网络延时小。

4、此时leader选举完毕，leader就需要挑选一个从节点，作为新的主节点。

1）比较一个优先级，每个redis数据节点，都会在配置文件中，有一个优先级的设置，slave-priority，优先级高的从节点，就会胜出。

2）offset最大，就胜出。offset从节点 从主节点同步数据的进度，数值越大，说明从节点的数据和主节点的数据就越接近。

3）run-id每个redis节点启动的时候，都会随机生成一串数字。（大小全凭缘分了）此时选谁都可以了，随便挑一个。

把新的主节点指定好了之后，leader就会控制这个节点，执行slave no one，成为master。在控制其他的节点，执行slave of，让其他节点，以新的master作为主节点了。

总结：

哨兵节点不能只有一个。

哨兵节点最好是奇数个。大部分情况下3个就够了。

哨兵节点不负责存储数据，仍然是redis主从节点负责存储。哨兵节点就可以使用一些配置不高的机器来部署。但是不能搞一个机器部署三个哨兵。

哨兵 + 主从复制 提高可用性。

哨兵 + 主从复制 不能提高数据的存储容量，当我们需要存的数据接近或者超过机器的物理内存，这样的结构就难以胜任了。redis集群可以来解决存储容量问题的有效方案。