Redis 哨兵机制深度解析

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Redis 哨兵机制深度解析

一、Redis 哨兵概述

Redis Sentinel（哨兵）是 Redis 官方提供的高可用性解决方案，主要用于监控 Redis 主从架构中的实例状态，并在主节点发生故障时自动进行故障转移，确保服务持续可用。

哨兵的核心功能

监控：持续检查主从节点是否正常运行
通知：当监控的 Redis 实例出现问题时，能通过 API 通知系统管理员或其他应用程序
自动故障转移：主节点故障时，能自动将从节点升级为主节点
配置提供者：为客户端提供最新的主节点地址

二、哨兵实现原理

1. 三个定时监控任务

哨兵通过以下三个定时任务实现监控：

1. 每10秒：向主节点和从节点发送INFO命令
   - 获取拓扑结构
   - 发现新的从节点
   - 确认节点角色变化

2. 每2秒：通过__sentinel__:hello频道交换信息
   - 与其他哨兵共享对节点的看法
   - 发现新的哨兵节点

3. 每1秒：向所有节点发送PING命令
   - 检测节点是否可达
   - 作为心跳检测机制

2. 主观下线与客观下线

主观下线（SDOWN）：

单个哨兵节点认为某节点不可用（超过down-after-milliseconds未响应PING）
主观判断，可能存在误判

客观下线（ODOWN）：

当足够数量的哨兵（通常为quorum配置数）都认为主节点不可用时
触发故障转移流程
通过SENTINEL is-master-down-by-addr命令收集其他哨兵意见

三、领导者哨兵选举

当主节点被判定为客观下线后，哨兵集群需要通过Raft-like算法选举出一个领导者哨兵来执行故障转移：

候选阶段：
- 每个发现主节点下线的哨兵都会先给自己投一票
- 然后向其他哨兵发送SENTINEL is-master-down-by-addr命令请求投票
投票规则：
- 每个哨兵只能投一票（先到先得）
- 哨兵只会投票给第一个请求投票的候选者
- 候选者需要获得多数票（N/2+1）才能当选
选举成功：
- 获得多数票的哨兵成为领导者
- 负责执行后续的故障转移操作
选举失败：
- 如果一轮投票没有哨兵获得多数票
- 等待随机时间后重新发起选举（避免活锁）

四、新主节点选举流程

领导者哨兵确定后，会按照以下严格流程选择新的主节点：

过滤阶段：
- 排除不健康的从节点：
  - 主观下线的节点
  - 5秒内没有响应PING的节点
  - 与旧主节点断开时间超过down-after-milliseconds*10的节点

优先级排序：

# 查看和设置从节点优先级
redis-cli> CONFIG GET slave-priority
redis-cli> CONFIG SET slave-priority 100

优先选择slave-priority值最小的从节点（默认100，0表示不参与选举）

复制偏移量比较：
- 选择复制偏移量（replication offset）最大的从节点
- 表示数据同步最完整
Run ID选择：
- 如果以上条件都相同，选择Run ID（启动时生成的随机字符串）字典序最小的节点

五、故障转移完整流程

领导者哨兵向选中的从节点发送SLAVEOF NO ONE命令，将其提升为主节点
通过INFO命令确认新主节点角色变更成功
向其他从节点发送SLAVEOF命令，让它们复制新的主节点
将旧主节点更新为从节点（当它重新上线时）
更新客户端连接的主节点信息

六、哨兵部署建议

哨兵数量：
- 至少3个哨兵节点（允许1个节点失败）
- 部署在独立服务器上（避免与Redis实例同机）

配置建议：

# sentinel.conf 关键配置
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
sentinel parallel-syncs mymaster 1