redit高可用之集群

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什么是Redis集群

Redis集群是一个提供在多个Redis节点之间共享数据的程序集。它并不像Redis主从复制模式那样只提供一个master节点提供写服务，而是会提供多个master节点提供写服务，每个master节点中存储的数据都不一样，这些数据通过数据分片的方式被自动分割到不同的master节点上。

为了保证集群的高可用，每个master节点下面还需要添加至少1个slave节点，这样当某个master节点发生故障后，可以从它的slave节点中选举一个作为新的master节点继续提供服务。不过当某个master节点和它下面所有的slave节点都发生故障时，整个集群就不可用了。

Redis sentinel工作原理

在哨兵模式架构中，client端在首次访问Redis服务时，实际上访问的是哨兵（sentinel），sentinel会将自己监控的Redis实例的master节点信息返回给client端，client后续就会直接访问Redis的master节点，并不是每次都从哨兵处获取master节点的信息。

sentinel会实时监控所有的Redis实例是否可用，当监控到Redis的master节点发生故障后，会从剩余的slave节点中选举出一个作为新的master节点提供服务，并将新master节点的地址通知给client端，其他的slave节点会通过slaveof命令重新挂载到新的master节点下。当原来的master节点恢复后，也会作为slave节点挂在新的master节点下。

Redis sentinel是如何进行监控的

要实现Redis节点的监控，sentinel首先要得到所有的Redis节点的信息。sentinel通过在配置文件中配置 sentinel monitor 选项来指定要监控的redis master节点的地址，然后在启动sentinel时，会创建与redis master节点的连接并向master节点发送一个info命令，master节点在收到info命令后，会将自身节点的信息和自己下面所有的slave节点的信息返回给sentinel，sentinel收到反馈后，会与新的slave节点创建连接，接下来就会每隔10秒钟向所有的redis节点发送info命令来获取最新的redis主从结构信息。

有了redis实例的主从信息后，sentinel就会以每秒钟一次的频率向所有redis实例发送一个PING命令，而且如果sentinel是集群部署的话，每个sentinel还会以同样的频率向其他sentinel实例发送PING命令。当redis实例和sentinel实例收到PING命令后，会向sentinel返回一个有效的回复：+PONG 、-LOADING 或者 -MASTERDOWN，若返回其他的回复，或者在指定时间内（sentinel down-after-milliseconds 选项配置）没有回复，那么sentinel认为实例的回复无效。如果实例在 sentinel down-after-milliseconds 时间内未返回过一次有效的回复，那该实例就会被sentinel标记为主观下线（Subjectively Down，简称 SDOWN，指的是单个 sentinel 实例对服务节点做出的下线判断）。

当redis master节点被足够数量（sentinel monitor 选项配置，其中的quorum即为指定的sentinel数量，下面会详细介绍相关参数）的sentinel标记为主观下线后，那么master节点就会被标记为客观下线（Objectively Down，简称 ODOWN，指的是多个 sentinel 实例在对同一个服务器做出 SDOWN 判断， 并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后， 得出的服务器下线判断。【一个 sentinel 可以通过向另一个 sentinel 发送 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令来询问对方是否认为给定的服务器已下线】）。客观下线条件只适用于主服务器： 对于任何其他类型的 Redis 实例，sentinel 在将它们判断为下线前不需要进行协商， 所以slave服务器或者其他 sentinel 永远不会达到客观下线条件。

当redis master被标记为客观下线时，每个sentinel向其他slave节点发送info命令的频率由之前的10秒钟一次变为1秒钟一次。并且会通过raft算法在sentinel中选出一个leader，由leader节点完成redis的故障转移工作。

Redis sentinel选举redis-master的规则