redis哨兵模式

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在分布式系统中，单点故障可能导致整个系统的瘫痪，影响用户体验和业务正常运转。传统的主从模式虽然在一定程度上提高了可用性，但主服务器宕机时仍需手动切换从服务器为主服务器，这一过程不仅耗时费力，还会造成服务中断。

为了克服这些问题，Redis 哨兵模式应运而生。它提供了一种自动化的故障检测和转移机制，能够实时监控 Redis 实例的运行状态，在主服务器发生故障时自动将从服务器切换为主服务器，并通过发布订阅模式通知其他从服务器进行相应配置更新，确保整个 Redis 集群的持续稳定运行。

这种模式大大提高了 Redis 服务的可靠性和容错能力，使得企业能够更好地应对高并发、大数据量的业务场景，保障系统的不间断服务，满足用户对系统性能和稳定性的严格要求。

一、哨兵模式概述

哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

这里的哨兵有两个作用

  • 通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。

  • 当哨兵监测到master宕机，会自动将slave切换成master，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。

用文字描述一下故障切换（failover）的过程。假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover操作。切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。这样对于客户端而言，一切都是透明的。

二、Redis配置哨兵模式

配置3个哨兵和1主2从的Redis服务器来演示这个过程。

| 服务类型 |是否是主服务器 |ip地址| 端口|
| :——— | :———— | :———— | :———— | :———— |
|redis|是|192.168.11.128|6379|
|redis|否|192.168.11.129|6379|
|redis|否|192.168.11.130|6379|
|sentinel|-|192.168.11.128|26379|
|sentinel|-|192.168.11.129|26379|
|sentinel|-|192.168.11.130|26379|

首先配置Redis的主从服务器，修改redis.conf文件如下

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# 使得Redis服务器可以跨网络访问
bind 0.0.0.0
# 设置密码
requirepass "123456"
# 指定主服务器，注意：有关slaveof的配置只是配置从服务器，主服务器不需要配置
slaveof 192.168.11.128 6379
# 主服务器密码，注意：有关slaveof的配置只是配置从服务器，主服务器不需要配置
masterauth 123456

上述内容主要是配置Redis服务器，从服务器比主服务器多一个slaveof的配置和密码。

配置3个哨兵，每个哨兵的配置都是一样的。在Redis安装目录下有一个sentinel.conf文件，copy一份进行修改

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# 禁止保护模式
protected-mode no
# 配置监听的主服务器，这里sentinel monitor代表监控，mymaster代表服务器的名称，可以自定义，192.168.11.128代表监控的主服务器，6379代表端口，2代表只有两个或两个以上的哨兵认为主服务器不可用的时候，才会进行failover操作。
sentinel monitor mymaster 192.168.11.128 6379 2
# sentinel author-pass定义服务的密码，mymaster是服务名称，123456是Redis服务器密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster 123456

上述关闭了保护模式，便于测试。

有了上述的修改，我们可以进入Redis的安装目录的src目录，通过下面的命令启动服务器和哨兵

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# 启动Redis服务器进程
./redis-server ../redis.conf
# 启动哨兵进程
./redis-sentinel ../sentinel.conf

注意启动的顺序。首先是主机（192.168.11.128）的Redis服务进程，然后启动从机的服务进程，最后启动3个哨兵的服务进程。

三、Java中使用哨兵模式

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/**
 * 测试Redis哨兵模式
 * @author liu
 */
public class TestSentinels {
    @SuppressWarnings("resource")
    @Test
    public void testSentinel() {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(10);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(5);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(5);
        // 哨兵信息
        Set<String> sentinels = new HashSet<>(Arrays.asList("192.168.11.128:26379",
                "192.168.11.129:26379","192.168.11.130:26379"));
        // 创建连接池
        JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels,jedisPoolConfig,"123456");
        // 获取客户端
        Jedis jedis = pool.getResource();
        // 执行两个命令
        jedis.set("mykey", "myvalue");
        String value = jedis.get("mykey");
        System.out.println(value);
    }
}

上面是通过Jedis进行使用的，同样也可以使用Spring进行配置RedisTemplate使用。

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<bean id = "poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
          <!-- 最大空闲数 -->
          <property name="maxIdle" value="50"></property>
          <!-- 最大连接数 -->
          <property name="maxTotal" value="100"></property>
          <!-- 最大等待时间 -->
          <property name="maxWaitMillis" value="20000"></property>
      </bean>
      
      <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
          <constructor-arg name="poolConfig" ref="poolConfig"></constructor-arg>
          <constructor-arg name="sentinelConfig" ref="sentinelConfig"></constructor-arg>
          <property name="password" value="123456"></property>
      </bean>
      
      <!-- JDK序列化器 -->
      <bean id="jdkSerializationRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"></bean>
      
      <!-- String序列化器 -->
      <bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"></bean>
      
      <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
          <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory"></property>
          <property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
          <property name="defaultSerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
          <property name="valueSerializer" ref="jdkSerializationRedisSerializer"></property>
      </bean>
      
      <!-- 哨兵配置 -->
      <bean id="sentinelConfig" class="org.springframework.data.redis.connection.RedisSentinelConfiguration">
          <!-- 服务名称 -->
          <property name="master">
              <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                  <property name="name" value="mymaster"></property>
              </bean>
          </property>
          <!-- 哨兵服务IP和端口 -->
          <property name="sentinels">
              <set>
                  <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                      <constructor-arg name="host" value="192.168.11.128"></constructor-arg>
                      <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                  </bean>
                  <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                      <constructor-arg name="host" value="192.168.11.129"></constructor-arg>
                      <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                  </bean>
                  <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                      <constructor-arg name="host" value="192.168.11.130"></constructor-arg>
                      <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                  </bean>
              </set>
          </property>
      </bean>

四、哨兵模式的其他配置项

配置项 参数类型 作用
port 整数 启动哨兵进程端口
dir 文件夹目录 哨兵进程服务临时文件夹，默认为/tmp，要保证有可写入的权限
sentinel down-after-milliseconds <服务名称><毫秒数（整数）> 指定哨兵在监控Redis服务时，当Redis服务在一个默认毫秒数内都无法回答时，单个哨兵认为的主观下线时间，默认为30000（30秒）
sentinel parallel-syncs <服务名称><服务器数（整数）> 指定可以有多少个Redis服务同步新的主机，一般而言，这个数字越小同步时间越长，而越大，则对网络资源要求越高
sentinel failover-timeout <服务名称><毫秒数（整数）> 指定故障切换允许的毫秒数，超过这个时间，就认为故障切换失败，默认为3分钟
sentinel notification-script <服务名称><脚本路径> 指定sentinel检测到该监控的redis实例指向的实例异常时，调用的报警脚本。该配置项可选，比较常用

sentinel down-after-milliseconds配置项只是一个哨兵在超过规定时间依旧没有得到响应后，会自己认为主机不可用。对于其他哨兵而言，并不是这样认为。哨兵会记录这个消息，当拥有认为主观下线的哨兵达到sentinel monitor所配置的数量时，就会发起一次投票，进行failover，此时哨兵会重写Redis的哨兵配置文件，以适应新场景的需要。