高速缓存雪崩瞬间：用Redis Sentinel和Lua脚本实现高可用

原创于 2025-04-18 09:30:00 发布 · 890 阅读

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#Redis # Sentinel # Lua # 高可用 # 数据一致性

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高速缓存雪崩瞬间：用Redis Sentinel和Lua脚本实现高可用

背景分析

在分布式缓存系统中，Redis因其高性能和丰富的特性而被广泛应用。然而，Redis集群在高并发场景下也可能遇到“雪崩”问题，例如主节点故障导致所有请求集中到从节点，或者分布式锁失效引发竞争，最终导致缓存不可用。

为了解决这类问题，可以结合 Redis Sentinel 提供的高可用性和 Lua脚本 实现数据一致性，确保系统在10分钟内快速恢复。

解决方案

1. 利用Redis Sentinel实现主从切换

Redis Sentinel 是 Redis 的高可用性解决方案，能够自动监控主节点状态，并在主节点故障时快速完成主从切换。

步骤 1.1：配置 Redis Sentinel

Sentinel 配置文件：每个 Sentinel 实例需要配置主节点信息。
```
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
```
- mymaster：主节点的名称。
- 127.0.0.1 6379：主节点的地址和端口。
- 2：表示 Sentinel 集群中至少有 2 个 Sentinel 实例投票支持切换。
- down-after-milliseconds：主节点被认为宕机的时间阈值。
- failover-timeout：主从切换的最大超时时间。
- parallel-syncs：在主从切换时，允许同时进行的最大从节点同步数量。
启动 Sentinel 实例：
```
redis-server sentinel.conf --sentinel
```

步骤 1.2：Sentinel 监控和自动切换

Sentinel 会持续监控主节点的状态。
如果主节点宕机，Sentinel 会选举一个新的主节点，并通知客户端。
客户端可以通过 Sentinel 提供的 SENTINEL GET-MASTER-ADDR-BY-NAME 命令获取当前的主节点地址。

步骤 1.3：快速切换（10分钟内）

Sentinel 的切换时间通常在秒级，因此在主节点故障后，Sentinel 能够在 10分钟内 完成主从切换。
如果主节点故障持续时间较长，Sentinel 会不断尝试切换，确保服务尽快恢复。

2. 利用 Lua 脚本确保数据一致性

在主从切换过程中，可能会出现短暂的中断或数据不一致。通过 Lua 脚本，可以实现原子性操作，确保数据一致性。

步骤 2.1：原子性操作

Redis 的 Lua 脚本支持事务特性，可以将多个命令打包为一个原子性操作。例如，假设需要更新一个计数器，并确保计数器的值在主从切换过程中不会丢失。

local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]

-- 原子性地增加计数器
local current = redis.call('GET', key)
if current then
    current = tonumber(current) + tonumber(value)
else
    current = tonumber(value)
end

-- 设置新的值
redis.call('SET', key, current)

return current

步骤 2.2：通过 Lua 脚本实现分布式锁

在高并发场景下，分布式锁是避免雪崩的重要手段。可以使用 Lua 脚本实现基于 Redis 的分布式锁：

local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local timeout = tonumber(ARGV[2])

-- 尝试获取锁
local result = redis.call('SET', key, value, 'NX', 'PX', timeout)

if result == 1 then
    -- 锁获取成功
    return 1
else
    -- 锁获取失败
    return 0
end

步骤 2.3：数据一致性验证

在主从切换后，可以通过 Lua 脚本批量校验主从节点的数据一致性。例如，检查主节点和从节点的键值是否一致：

local master_key = KEYS[1]
local slave_key = KEYS[2]

-- 获取主节点和从节点的值
local master_value = redis.call('GET', master_key)
local slave_value = redis.call('GET', slave_key)

if master_value == slave_value then
    return '一致'
else
    return '不一致'
end