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前言
Redis分布式缓存系列文章：
Redis从入门到精通(十三)Redis分布式缓存(一)RDB和AOF持久化、Redis主从集群的搭建与原理分析
5.3 Redis哨兵
Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来实现主从集群的自动故障恢复。
5.3.1 哨兵原理
5.3.1.1 集群的结构和作用
哨兵的结构如图：
哨兵的作用如下：
- 监控：Sentinel会不断检查master和slave是否按预期工作；
- 自动故障恢复：如果master故障，Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后，将作为新的master的slave节点加入集群。
- 通知：Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源，当集群发生故障转移时，会将最新信息推送给Redis的客户端。
5.3.1.2 集群监控原理
Sentinel基于心跳机制监测服务状态，每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令：
- 主观下线：如果某Sentinel节点发现某Redis实例未在规定时间响应，则认为该Redis实例主观下线。
- 客观下线：若超过指定数量（quorum）的Sentinel都认为该Redis实例主观下线，则该Redis实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。
5.3.1.3 集群故障恢复原理
一旦发现master故障，Sentinel需要在salve中选择一个作为新的master，选择依据是这样的：
- 首先会判断slave节点与master节点断开时间长短，如果超过指定值（down-after-milliseconds * 10）则会排除该slave节点；
- 然后判断slave节点的slave-priority值，越小优先级越高，如果是0则永不参与选举；
- 如果slave-prority一样，则判断slave节点的offset值，越大说明数据越新，优先级越高；
- 最后是判断slave节点的运行id大小，越小优先级越高。
当选出一个新的master后，Sentinel会进行角色切换，切换流程是这样的：
- Sentinel给备选的slave1节点发送
slaveof no one命令，让该节点成为master； - Sentinel给所有其它slave发送
slaveof <ip> <port>命令，让这些slave成为新master的从节点，开始从新的master上同步数据； - 最后，Sentinel将故障节点标记为slave，当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点。
5.3.2 搭建哨兵集群
这里将搭建一个三节点形成的Sentinel集群，来监管之前的Redis主从集群。同样，可以在一台虚拟机上创建3个不同端口（27001、27002、27003）的Sentinel实例，来模拟Sentinel集群。
搭建步骤：
- 1）在
/usr/local/redis目录下创建3个目录，名称分别是s1、s2、s3：
- 2）分别在s1、s2、s3目录下创建配置文件sentinel.conf，添加下面的内容：
# 端口
port 27001
# 以后台进程启动
daemonize yes
sentinel announce-ip "192.168.146.128"
# 指定主节点信息
# mymaster 主节点名称，自定义，任意写
# 192.168.146.128 7001 主节点的IP和端口
# 2 选举master时的quorum值
sentinel monitor mymaster 192.168.146.128 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
# 文件目录
dir "/usr/local/redis/s1"
# 日志文件目录
logfile "/usr/local/redis/s1/sentinel_27001.log"
s1、s2、s3的配置文件中port、dir、logfile应改成各自对应的，其余配置可保持一致。
- 3）启动3个Sentinel实例**
/usr/local/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/s1/sentinel.conf
/usr/local/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/s2/sentinel.conf
/usr/local/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/s3/sentinel.conf
启动完成后，可查看Sentinel进程如下：
- 4）测试哨兵作用
尝试让master节点7001宕机，查看Sentinel 27001的日志：
查看7002的日志：
查看7003的日志：
查看此时Redis集群的状态：
至此，Redis哨兵集群搭建完成，并正常工作。
5.3.3 RedisTemplate
在Sentinel集群监管下的Redis主从集群，其节点的角色会因为自动故障转移而发生变化，Redis的客户端必须感知这种变化，及时更新连接信息。
Spring的RedisTemplate底层利用lettuce实现了节点的感知和自动切换。
5.3.3.1 搭建测试项目
下面搭建一个SpringBoot项目来进行测试，步骤如下：
- 1）引入依赖
<!--pom.xml-->
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
- 2）编写配置文件
// src/main/resources/application.yml
server:
port: 8082
spring:
application:
name: redis_learning_cluster
redis:
# Redis主从集群的主节点
host: 192.168.146.128
port: 7001
password: 123321
# Redis哨兵集群配置
sentinel:
master: mymaster
nodes:
- 192.168.146.128:27001
- 192.168.146.128:27002
- 192.168.146.128:27003
lettuce:
pool:
max-active: 10
max-idle: 10
min-idle: 1
time-between-eviction-runs: 10s
jackson:
default-property-inclusion: non_null
# 修改日志级别为Debug，这样才能查看到RedisTemplate具体连接了哪个实例
logging:
level:
root: DEBUG
- 3）编写主启动类
// com.star.redis.cluster.RedisClusterApp
@SpringBootApplication
public class RedisClusterApp {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(RedisClusterApp.class, args);
}
@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer() {
// 配置读写策略
// MASTER 从master节点读取
// MASTER_PREFERRED 优先从master节点读取，master不可用才读取replica节点
// REPLICA 从slave（replica）节点读取
// REPLICA_PREFERRED 优先从slave（replica）节点读取，所有的slave都不可用才读取master节点
return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);
}
}
- 4）编写Controller类
// com.star.redis.cluster.controller.RedisController
@RestController
@RequestMapping("/redis")
public class RedisController {
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@GetMapping("/get/{key}")
public String get(@PathVariable String key) {
return stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
}
@GetMapping("/set/{key}/{value}")
public String set(@PathVariable String key, @PathVariable String value) {
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, value);
return "success";
}
}
5.3.3.2 场景测试
首先检查一下当前Redis主从集群的状态：
此时7003实例是master节点，7001、7002实例是slave节点。
场景一：调用/redis/set/name/Rose接口，由日志可知写操作由master节点7003实例完成：
场景二：调用/redis/get/name接口，由日志可知读操作由slave节点7002实例完成：
场景三：如果此时master节点7003宕机了，Sentinel会重新选举一个master，这里选择的是7001：
场景四：再次调用/redis/set/name/Rose接口，由日志可知写操作由master节点7001实例完成，意味着RedisTemplate感知到了主从节点的变化：
场景五：再次调用/redis/get/name接口，由日志可知读操作由slave节点7002实例完成：
至此，Redis哨兵集群搭建完毕，且正常工作。
…
本节完，更多内容请查阅分类专栏：Redis从入门到精通
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