死磕 NoSQL 数据库系列（九）：Redis sentinel 哨兵集群原理、部署及数据恢复

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前面我们介绍了：Redis 的持久化、主从复制与数据恢复。今天我将详细的为大家介绍 Redis sentinel( Redis 哨兵集群原理、功能、部署及数据恢复等)相关知识，希望大家能够从中收获多多！如有帮助，请点在看、转发支持一波！！！

在上文主从复制的基础上，如果主节点出现故障该怎么办呢？在 Redis 主从集群中，哨兵机制是实现主从库自动切换的关键机制，它有效地解决了主从复制模式下故障转移的问题。

Redis Sentinel，即 Redis 哨兵，在 Redis 2.8 版本开始引入。哨兵的核心功能是主节点的自动故障转移。

下图是一个典型的哨兵集群监控的逻辑图：哨兵实现了什么功能呢？

下面是Redis官方文档的描述：监控（Monitoring）：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。自动故障转移（Automatic failover）：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其他从节点改为复制新的主节点。配置提供者（Configuration provider）：客户端在初始化时，通过连接哨兵来获得当前Redis服务的主节点地址。通知（Notification）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

其中，监控和自动故障转移功能，使得哨兵可以及时发现主节点故障并完成转移；而配置提供者和通知功能，则需要在与客户端的交互中才能体现。哨兵集群的组建

上图中哨兵集群是如何组件的呢？哨兵实例之间可以相互发现，要归功于 Redis 提供的 pub/sub 机制，也就是发布/订阅机制。

在主从集群中，主库上有一个名为的频道，不同哨兵就是通过它来相互发现，实现互相通信的。在下图中，哨兵 1 把自己的 IP（172.16.19.3）和端口（26579）发布到频道上，哨兵 2 和 3 订阅了该频道。那么此时，哨兵 2 和 3 就可以从这个频道直接获取哨兵 1 的 IP 地址和端口号。然后，哨兵 2、3 可以和哨兵 1 建立网络连接。通过这个方式，哨兵 2 和 3 也可以建立网络连接，这样一来，哨兵集群就形成了。它们相互间可以通过网络连接进行通信，比如说对主库有没有下线这件事儿进行判断和协商。更多关于 Redis 学习的文章，请参阅：NoSQL 数据库系列之 Redis ，本系列持续更新中。

哨兵监控什么呢？怎么监控呢？

这是由哨兵向主库发送 INFO 命令来完成的。就像下图所示，哨兵 2 给主库发送 INFO 命令，主库接受到这个命令后，就会把从库列表返回给哨兵。接着，哨兵就可以根据从库列表中的连接信息，和每个从库建立连接，并在这个连接上持续地对从库进行监控。哨兵 1 和 3 可以通过相同的方法和从库建立连接。主库下线的判定

哨兵如何判断主库已经下线了呢？

首先要理解两个概念：主观下线和客观下线主观下线：任何一个哨兵都是可以监控探测，并作出Redis节点下线的判断；客观下线：有哨兵集群共同决定Redis节点是否下线；

当某个哨兵（如下图中的哨兵2）判断主库“主观下线”后，就会给其他哨兵发送 命令。接着，其他哨兵会根据自己和主库的连接情况，做出 Y 或 N 的响应，Y 相当于赞成票，N 相当于反对票。如果赞成票数（这里是2）是大于等于哨兵配置文件中的 配置项（比如这里如果是quorum=2）, 则可以判定主库客观下线了。

判断完主库下线后，由哪个哨兵节点来执行主从切换呢？这里就需要哨兵集群的选举机制了。为什么必然会出现选举/共识机制？

为了避免哨兵的单点情况发生，所以需要一个哨兵的分布式集群。作为分布式集群，必然涉及共识问题（即选举问题）；同时故障的转移和通知都只需要一个主的哨兵节点就可以了。哨兵的选举机制是什么样的？

哨兵的选举机制其实很简单，就是一个Raft选举算法：选举的票数大于等于num(sentinels)/2+1时，将成为领导者，如果没有超过，继续选举任何一个想成为 Leader 的哨兵，要满足两个条件：第一，拿到半数以上的赞成票；第二，拿到的票数同时还需要大于等于哨兵配置文件中的 quorum 值。

以 3 个哨兵为例，假设此时的 quorum 设置为 2，那么，任何一个想成为 Leader 的哨兵只要拿到 2 张赞成票，就可以了。更进一步理解

这里很多人会搞混 判定客观下线 和 是否能够主从切换（用到选举机制） 两个概念，我们再看一个例子。

Redis 1主4从，5个哨兵，哨兵配置quorum为2，如果3个哨兵故障，当主库宕机时，哨兵能否判断主库“客观下线”？能否自动切换？

经过实际测试：

1、哨兵集群可以判定主库“主观下线”。由于quorum=2，所以当一个哨兵判断主库“主观下线”后，询问另外一个哨兵后也会得到同样的结果，2个哨兵都判定“主观下线”，达到了quorum的值，因此，哨兵集群可以判定主库为“客观下线”。

2、但哨兵不能完成主从切换。哨兵标记主库“客观下线后”，在选举“哨兵领导者”时，一个哨兵必须拿到超过多数的选票(5/2+1=3票)。但目前只有2个哨兵活着，无论怎么投票，一个哨兵最多只能拿到2票，永远无法达到选票的结果。新主库的选出

主库既然判定客观下线了，那么如何从剩余的从库中选择一个新的主库呢？过滤掉不健康的（下线或断线），没有回复过哨兵ping响应的从节点选择从节点优先级最高（redis.conf）的选择复制偏移量最大，只复制最完整的从节点更多关于 Redis 学习的文章，请参阅：NoSQL 数据库系列之 Redis ，本系列持续更新中。

新的主库选择出来后，就可以开始进行故障的转移了。

假设根据我们一开始的图：（我们假设：判断主库客观下线了，同时选出是哨兵leader）故障转移流程如下将slave-1脱离原从节点（PS: 5.0 中应该是)，升级主节点，将从节点slave-2指向新的主节点通知客户端主节点已更换将原主节点（oldMaster）变成从节点，指向新的主节点

转移之后环境准备

配置哨兵集群步骤：1.在所有节点搭建redis2.配置主从复制，一主两从3.在所有节点配置sentinel，启动sentinel后，配置文件会自动增加在所有机器上部署redis

192.168.81.210配置

192.168.81.220配置

由于redis-1已经部署好了一套redis，我们可以直接复制过来使用

192.168.81.230配置

由于redis-1已经部署好了一套redis，我们可以直接复制过来使用

三台redis部署完成

配置redis主从

要在两台slave上同步主库配置

部署哨兵进程sentinel

配置文件解释

三台redis服务器都要按如下配置，已经将配置文件中的bind写成了系统变量，在配合cat写入到文件，因此直接执行如下命令即可

配置完记得查看下配置文件bind一列是否是各自主机的ip地址启动哨兵观察配置文件的变化

三台机器都这么操作启动哨兵

观察哨兵启动前后配置文件的变化启动前启动后

每台哨兵主机都自动增加了一个myid的配置，这个就是当主库挂掉后，哨兵选举的依据，判断谁的myid大谁就当选为主库。

每台哨兵主机还自动增加了sentinel known-sentinel这个配置，这个配置每个哨兵会记录集群中其他节点的id号，这样就能够实现信息共享，即使应用在询问哨兵进程谁是主库，这时由于每个哨兵进程都有其他节点的信息，因此就能里面告诉应用谁是主库。模拟主库故障验证应用是否可用

配置完哨兵后，每个节点上都有集群的信息共享，当主库挂掉后，哨兵进程确认主库下线了，哨兵根据各自的id大小选举新的主库，接替主库的工作，保证应用程序不受影响，当主库修复好后，在通过提权的方式先同步目前主库的数据，在让自身成为主库。

主库挂掉其他节点配置文件的变化

主库挂掉后，其他两个节点选举出master后，配置文件也会填写为新master的地址。至此，一个 Redis 哨兵集群架构说部署完成了。更多关于 Redis 学习的文章，请参阅：NoSQL 数据库系列之 Redis ，本系列持续更新中。

当主库修复后重新上线首先通过哨兵知道谁是当前的主库，然后就会去找主库同步数据，并且会自动修改配置文件，当数据同步后，想恢复的主库重新成为主库则需要把主库的权重调高，然后重新选举，这时原来的主库就能成为新的主库，调整完再将主库的权重值调成默认的。实现思路1.将故障的主库重新恢复2.查看当前的主从状态，验证由于主库宕机，与从库产生的数据是否同步3.调整权重值4.重新选举，使原来的主库变成新的主库5.恢复的主库重新成为新的主库后，要把调整的权重值全部变成默认值

主库可以重新加入哨兵集群的前提：剩余的两个节点必须有一个是master，且这两个节点配置文件已经指定了新的master地址恢复损坏的主库

查看恢复的主库redis-1配置文件

可以看到已经自动修改为当前库的地址查看恢复的主库redis-1的主从关系

配置恢复的主库的权重值，使其重新选举为主库

哨兵的选举首先是查看谁的权重优先级比较高的当选为主库权重优先级一致，就比较id，id大的当选

根据日志的输出，可以明显的看出调整了redis-1的权重优先级为150，比其他两个节点的高，因此redis-1就变成了主库。查看节点的主从复制关系。

主库没有同步的库，其他两个节点都同步redis-1的主库。

将权重值调整为默认值

将权重值调整为默认值，方便下次选举时作为判断条件。

参考文章：https://www.pdai.tech/md/db/nosql-redis/db-redis-x-sentinel.html https://jiangxl.blog.csdn.net/article/details/120703648 https://jiangxl.blog.csdn.net/article/details/120703831

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