Redis配置哨兵及其机制

一、Redis哨兵诞生背景

在Redis主从复制的场景下，如果从库宕机，主库以及其它从库可以正常工作。但是主库挂掉后，虽然从库可以继续为客户端提供读请求，但是，却没有实例来继续完成读请求了。

主库挂掉后数据该往哪写？如何保证业务的可持续运行？

这儿就需要Redis的哨兵来解决了。

二、关于哨兵

哨兵是一个独立的 Redis 进程，示例：

[root@iZ2zehs3cdd8rznk6ueeisZ ~]# ps aux | grep redis
redis    3040441  0.0  0.1  61984  4376 ?        Ssl  Nov11   3:21 /www/server/redis/src/redis-server 127.0.0.1:6379
root     3419825  0.0  0.3  61984 12832 pts/1    Sl+  08:52   0:00 /www/server/redis/src/redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root     3419889  0.0  0.0  12132  1144 pts/2    S+   08:52   0:00 grep --color=auto redis
1
2
3
4

Sentinel(哨兵) 是用于监控 Redis 的主从实例，是 Redis 高可用的一个解决方案。当 Master 服务宕机后，能通过其余的 Slave 服务来选举出新的 Master 服务。解决了主从同步过程中主库宕机的问题。

三、哨兵机制的基本流程

哨兵主要的三个任务：监控、选主（选举新的主库）、通知。

3.1 监控

监控是指哨兵在运行的过程中，周期性的给所有主从库发送 PING 命令，检测它们是否在线。

如果从库没有在规定时间响应哨兵的 PING 命令， 哨兵就会把它标记为 下线状态。

同样，如果主库没有在规定时间相应哨兵的 PING 命令，哨兵就会判断主库下线，然后进行 自动切换主库 的流程。

3.2 选主

这个流程是哨兵的第二个任务。

当主库挂掉后，哨兵会在多个从库中，按照一个规则选出一个新的主库。

3.3 通知

通知是哨兵执行的最后一个任务。

哨兵会把新主库的连接信息发给其他从库，让它们执行 replicaof 命令，和新主库建立连接，并进行数据复制。同时，哨兵会把新主库的连接信息通知给客户端，让它们把请求操作发到新主库上。

四、关于主观下线和客观下线

哨兵的第一个任务就是监控，在监控的过程中有两个概念：主观下线和客观下线。

4.1 主观下线

哨兵进程会使用 PING 命令检测它自己和主、从库的网络连接情况，用来判断实例的状态。如果哨兵发现主库或从库对 PING 命令的响应超时了，那么，哨兵就会先把它标记为 主观下线。

如果检测的是从库，那么，哨兵简单地把它标记为 主观下线 就行了，因为从库的下线影响一般不太大，集群的对外服务不会间断。

4.2 客观下线

但是如果检测的是主库，那么就不能简单的标记为客观下线了，因为在特殊的情况下哨兵会误判，导致进行主从切换，本来主库没问题的，一旦进行切换，会造成多余的计算及开销。

关于造成误判的原因：

• 集群网络压力较大
• 主库读写压力大
• 网络延迟

如何避免这个问题呢？那就需要标记为客观下线了。

客观下线是所有哨兵一起判断，多数人认为主库下线了，才算真下线，才能进行后续切换。

引入多个哨兵实例一起来判断，就可以避免单个哨兵因为自身网络状况不好，而误判主库下线的情况。同时，多个哨兵的网络同时不稳定的概率较小，由它们一起做决策，误判率也能降低。

多数服从少数，当有 N 个哨兵实例时，最好要有 N/2 + 1 个实例判断主库为 主观下线，才能最终判定主库为 客观下线。

五、选主规则

选主的时候，主要过程是：筛选 + 打分。

先筛选掉一部分不符合规则的从库，在对剩下的从库进行打分，得分高者将成为主库。

在筛选的过程中，不但要看当前从库的状态，如果从库当前的状态是连接状态，那么不能说明当前从库的状态就是好的。例如，选了这个当前正在连接状态的从库，但是以前的网络状态不好，导致它成为了主库后，很快就宕机了，这就不符合我们的预期了。

因此，除了判断当前实例的网络状态，还要要先进行判断之前的网络状态。

接下来就要给剩余的从库打分了。

5.1 优先级最高的从库得分高

用户可以通过 slave-priority 配置项，给不同的从库设置不同优先级。

在选主时，哨兵会给优先级高的从库打高分，如果有一个从库优先级最高，那么它就是新主库了。如果从库的优先级都一样，那么哨兵开始第二轮打分。

5.2 和旧主库同步程度最接近的从库得分高

主从库同步时有个命令传播的过程。在这个过程中，主库会用 master_repl_offset 记录当前的最新写操作在 repl_backlog_buffer 中的位置，而从库会用 slave_repl_offset 这个值记录当前的复制进度。

此时，我们想要找的从库，它的 slave_repl_offset 需要最接近 master_repl_offset。如果在所有从库中，有从库的 slave_repl_offset 最接近 master_repl_offset，那么它的得分就最高，可以作为新主库。

就像下图所示，旧主库的 master_repl_offset 是 1000，从库 1、2 和 3 的 slave_repl_offset 分别是 950、990 和 900，那么，从库 2 就应该被选为新主库。

如果有两个从库的 slave_repl_offset 值大小是一样的（例如，从库 1 和从库 2 的 slave_repl_offset 值都是 990），我们就需要给它们进行第三轮打分了。

5.3 ID 号小的从库得分高

每个实例都会有一个 ID，这个 ID 就类似于这里的从库的编号。目前，Redis 在选主库时，有一个默认的规定：在优先级和复制进度都相同的情况下，ID 号最小的从库得分最高，会被选为新主库。

六、配置流程

首先，先搞好主从同步，我搞了四台服务器，配置了一主三从。

关于 Redis 搭建主从同步：链接: Redis 搭建主从同步

修改四台服务器中的配置文件：sentinel.conf（通常该文件和 redis.conf 同目录）

四台服务器中配置相同几乎一样，本示例只为了实现该效果，如果在生产环境中搭建，需要根据自己的业务需求来配置不同的参数项。

sentinel.conf：

sentinel announce-ip 39.101.1.111 #很多人测试是用的一台服务器，多个不同端口的redis服务，我这边是多个服务器，因此要指定当前ip，不同服务器用不同的当前IP。
sentinel monitor mymaster 39.101.1.111 6379 2 # 指定主库IP地址以及端口
1
2

四台服务器的 sentinel.conf 编辑完后，各自启动：/www/server/redis/src/redis-sentinel sentinel.conf

七、总结

Redis 哨兵是为了解决 Redis 主从同步的时候宕机问题，是 Redis一种高可用的实现方案。

但是哨兵也会宕机，这时候又需要 Redis集群来解决了……

参考文档：https://time.geekbang.org/column/article/274483