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本文目录

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本文导读

一、Redis Sentinel 哨兵模式详解

1、 什么是哨兵模式

2、哨兵模式架构详解

二、Redis Sentinel（哨兵）实现原理

1、定时监控

2、主观下线和客观下线

3、Sentinel节点选举与故障转移

三、Sentinel领导者节点选举原理

四、主节点选举原理

五、Redis接入哨兵模式实战

总结

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本文导读

本文深入浅出讲解什么是Redis Sentinel 哨兵模式、哨兵模式架构。剖析Redis Sentinel实现原理，Sentinel领导者节点选举原理，主节点选举原理，最后附Redis接入哨兵模式实战。

一、Redis Sentinel 哨兵模式详解

1、 什么是哨兵模式

由于Redis的主从复制模式并不具备自动恢复功能，当主服务器关闭时，需要手动将从服务器切换到主服务器。在这个过程中，不仅需要人工干预，而且服务器将在一段时间内不可用，数据安全也将无法保证。因此，主从模式的可用性较低，不适合在线生产环境。

参考资料：【Redis】Redis高可用之Cluster主从模式详解

Redis 了一种高度可用的解决方案，即 Redis Sentinel 模式，用来弥补主从模式的不足。Sentinel可以被视为一个特殊的Redis服务器，Sentinel也可以是一个单机的或集群。Sentinel（哨兵）需要监控并获取主机的工作状态是否正常，当主机发生故障时，Sentinel将自动执行故障切换，并将其监控的从服务器升级到主服务器，以确保系统的高可用性。

哨兵节点的功能描述：

监控（Monitoring）：哨兵节点会持续检查主节点和从节点是否正常运行

自动故障切换( Automatic failover) ：当主节点无法正常工作时，哨兵自动故障切换操作，将故障主节点的一个从节点升级成为主节点，并让其他从节点复制新的主结点。

配置提供( Configuration provider )：当客户端初始化时，通过连接哨兵获取当前 Redis 服务的主节点地址。

通知（Notification）：哨兵可以将故障结果发送给客户端。

2、哨兵模式架构详解

Redis Sentinel 模式，由 Sentinel 节点和数据节点两部分组成：

Sentinel 节点（绿色）：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，Sentinel 节点是特殊的Redis节点，它不存储数据和监视数据节点。

数据节点（红色、黄色）：主节点和从节点都是数据节点。

二、Redis Sentinel（哨兵）实现原理

Redis 哨兵模式通过哨兵节点完成对数据节点的监控、下线、故障转移。

1、定时监控

Redis Sentinel 通过三个计划的监视任务发现并监视每个节点：

1、每10秒，每个Sentinel节点将向主节点和从节点发送信息命令，以获取最新结构

2.、每2秒，每个Sentinel节点将发送_Sentinel_：hello 通道发送 Sentinel 对主节点的判断和当前Sentinel 的信息

3、每秒，每个Sentinel节点将向主节点、从节点和其他 Sentinel 发送ping命令，以进行心跳检测，以确认这些节点当前是否可访问

2、主观下线和客观下线

主观下线：哨兵节点认为某个节点有问题，客观下线：超过一定数量的哨兵节点认为主节点有问题。

主观下线，每个 Sentinel 节点将每1秒向主节点和从节点的其他 Sentinel 发送 ping 命令，以进行心跳检测。当这些节点在几毫秒后停机后无法有效响应时，Sentinel 节点将对此节点做出故障决策为主观下线。

客观下线，当Sentinel的主观下线节点是主节点时，Sentinel节点将通过 sentinel is- master-down-by-addr命令，请求其他 Sentinel 结点判断主节点。当数量超过<quorum>时，Sentinel 节点认为主节点确实存在故障，然后 Sentinel 将做出客观的下线决策

3、Sentinel节点选举与故障转移

哨兵节点之间将进行领导者选举，选择一个Sentinel 节点作为领导者，所选的Sentinel负责故障切换。

1、从节点中选择一个节点作为新的主节点

2、Sentinel领导者节点将在第一步中选择的从节点上执行 slaveof no one 命令，使其成为主节点

3、Sentinel领导者节点将向剩余的从节点发送命令，使其成为新主节点的从节点

4、Sentinel领导者节点集合会将原始主节点更新为从节点，恢复时会命令它复制新的主节点

三、Sentinel领导者节点选举原理

Redis使用了 Raft 算法 实现领导者选举。

1、每个哨兵节点都有资格成为领导者，在确认主节点主观下线时候，Sentinel节点将通过sentinel is-master-down-by-addr命令向其他Sentinel节点发送请求将自己设置为领导者。

2、如果接收到命令的 Sentinel 节点未同意过其他Sentinel的命令，它将同意该请求，否则将拒绝。

3、如果哨兵节点发现其投票数大于或等于 max(quorum,num(sentinels)/2+1)，它将成为领导者。

四、主节点选举原理

首先过滤主观下线、断开连接、在5秒内未对Sentinel节点ping响应作出响应的节点。

选择具有最高从属优先级 slave-priority 的从节点列表，如果存在则返回，如果不存在则选择具有最大副本偏移量（复制的最完整）的从节点，如果存在则返回，如果不存在则继续。选择具有最小runid的从节点。

首先过滤主观下线、断线、5秒内没有回复过 Sentinel 节点ping响应、与主节点失联超过 down-after-milliseconds*10 秒的节点。

选择slave-priority（从节点优先级）最高的从节点列表，如果存在则返回，不存在则继续。选择复制偏移量最大的从节点（复制的最完整），如果存在则返回，不存在则继续。选择runid最小的从节点。

五、Redis接入哨兵模式实战

哨兵模式，基于哨兵集群实现主从切换

<bean id="configBean" class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
    <property name="location"> <value>redis.properties</value> </property>
</bean>
 
<!-- 哨兵配置 -->
<bean id="sentinelConfig" class="org.springframework.data.redis.connection.RedisSentinelConfiguration">
    <constructor-arg name="master" value="${redis.masterName}"/>
    <constructor-arg name="sentinelHostAndPorts">
        <set>
            <value>${redis.hostAndPort1}</value>
            <value>${redis.hostAndPort2}</value>
            <value>${redis.hostAndPort3}</value>
        </set>
    </constructor-arg>
</bean>
 
<!-- JedisPool连接池 -->
<bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
    <!-- 最大分配的对象数 -->
    <property name="maxTotal" value="${redis.pool.maxActive}"/>
    <!-- 最大能够保持idel状态的对象数 -->
    <property name="maxIdle" value="${redis.pool.maxIdle}"/>
    <!-- 当池内没有返回对象时，最大等待时间 -->
    <property name="maxWaitMillis" value="${redis.pool.maxWait}"/>
    <!-- 测试池化连接有效性 -->
    <property name="testWhileIdle" value="${redis.pool.testWhileIdle}"/>
    <property name="testOnBorrow" value="${redis.pool.testOnBorrow}"/>
    <property name="minIdle" value="${redis.pool.minIdle}"/>
    <property name="testOnReturn" value="${redis.pool.testOnReturn}"/>
    <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.pool.minEvictableIdleTimeMillis}"/>
    <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis}"/>
    <property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.pool.softMinEvictableIdleTimeMillis}"/>
</bean>
 
<bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
    <property name="usePool" value="true"/>
    <property name="password" value="${redis.pass}"/>
    <property name="timeout" value="${redis.timeout}"/>
    <property name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"/>
    <constructor-arg index="0" ref="sentinelConfig"/>
</bean>
 
<!--SpringRedis序列化配置 -->
<bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
<bean id="jsonRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/>
 
<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
    <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory"/>
    <property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer"/>
    <property name="valueSerializer" ref="jsonRedisSerializer"/>
</bean>
<bean id="cacheExecutor" class="com.wanlitong.mcmmessage.util.cache.RedisExecutorImpl">
    <property name="redisTemplate" ref="redisTemplate"/>
    <property name="systemPrefix" value="${redis.systemPrefix}"/>
</bean>

总结