1 哨兵的作用

哨兵是redis集群架構(gòu)中非常重要的一個(gè)組件，主要功能如下：

集群監(jiān)控：負(fù)責(zé)監(jiān)控redis master和slave進(jìn)程是否正常工作

消息通知：如果某個(gè)redis實(shí)例有故障，那么哨兵負(fù)責(zé)發(fā)送消息作為報(bào)警通知給管理員

故障轉(zhuǎn)移：如果master node掛掉了，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到slave node上

配置中心：如果故障轉(zhuǎn)移發(fā)生了，通知client客戶端新的master地址

2 哨兵的核心知識(shí)

故障轉(zhuǎn)移時(shí)，判斷一個(gè)master node是宕機(jī)了，需要大部分的哨兵都同意才行，涉及到了分布式選舉的問(wèn)題

哨兵至少需要3個(gè)實(shí)例，來(lái)保證自己的健壯性

哨兵 + redis主從的部署架構(gòu)，是不會(huì)保證數(shù)據(jù)零丟失的，只能保證redis集群的高可用性

3 sdown和odown

sdown和odown兩種失敗狀態(tài) sdown是主觀宕機(jī)，就一個(gè)哨兵如果自己覺(jué)得一個(gè)master宕機(jī)了，那么就是主觀宕機(jī)

odown是客觀宕機(jī)，如果quorum數(shù)量的哨兵都覺(jué)得一個(gè)master宕機(jī)了，那么就是客觀宕機(jī)

sdown達(dá)成的條件：如果一個(gè)哨兵ping一個(gè)master，超過(guò)了is-master-down-after-milliseconds指定的毫秒數(shù)之后，就主觀認(rèn)為master宕機(jī)

odown達(dá)成的條件：如果一個(gè)哨兵在指定時(shí)間內(nèi)，收到了quorum指定數(shù)量的其他哨兵也認(rèn)為那個(gè)master是sdown了，那么就認(rèn)為是odown了，客觀認(rèn)為master宕機(jī)

4 quorum和majority

quorum：確認(rèn)odown的最少的哨兵數(shù)量

majority：授權(quán)進(jìn)行主從切換的最少的哨兵數(shù)量

每次一個(gè)哨兵要做主備切換，首先需要quorum數(shù)量的哨兵認(rèn)為odown，然后選舉出一個(gè)哨兵來(lái)做切換，這個(gè)哨兵還得得到majority哨兵的授權(quán)，才能正式執(zhí)行切換

如果quorum <majority，比如5個(gè)哨兵，majority就是3，quorum設(shè)置為2，那么就3個(gè)哨兵授權(quán)就可以執(zhí)行切換，但是如果quorum >= majority，那么必須quorum數(shù)量的哨兵都授權(quán)，比如5個(gè)哨兵，quorum是5，那么必須5個(gè)哨兵都同意授權(quán)，才能執(zhí)行切換

5 為什么哨兵至少3個(gè)節(jié)點(diǎn)

哨兵集群必須部署2個(gè)以上節(jié)點(diǎn)。如果哨兵集群僅僅部署了個(gè)2個(gè)哨兵實(shí)例，那么它的majority就是2（2的majority=2，3的majority=2，5的majority=3，4的majority=2），如果其中一個(gè)哨兵宕機(jī)了，就無(wú)法滿足majority>=2這個(gè)條件，那么在master發(fā)生故障的時(shí)候也就無(wú)法進(jìn)行主從切換。

6 腦裂以及redis數(shù)據(jù)丟失

主備切換的過(guò)程，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失
（1）異步復(fù)制導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失
因?yàn)閙aster -> slave的復(fù)制是異步的，所以可能有部分?jǐn)?shù)據(jù)還沒(méi)復(fù)制到slave，master就宕機(jī)了，此時(shí)這些部分?jǐn)?shù)據(jù)就丟失了
（2）腦裂導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失
腦裂，也就是說(shuō)，某個(gè)master所在機(jī)器突然脫離了正常的網(wǎng)絡(luò)，跟其他slave機(jī)器不能連接，但是實(shí)際上master還運(yùn)行著
此時(shí)哨兵可能就會(huì)認(rèn)為master宕機(jī)了，然后開(kāi)啟選舉，將其他slave切換成了master，這個(gè)時(shí)候，集群里就會(huì)有兩個(gè)master，也就是所謂的腦裂。
此時(shí)雖然某個(gè)slave被切換成了master，但是可能client還沒(méi)來(lái)得及切換到新的master，還繼續(xù)寫向舊master的數(shù)據(jù)可能也丟失了，因此舊master再次恢復(fù)的時(shí)候，會(huì)被作為一個(gè)slave掛到新的master上去，自己的數(shù)據(jù)會(huì)清空，重新從新的master復(fù)制數(shù)據(jù)

7 如何盡可能減少數(shù)據(jù)丟失

下面兩個(gè)配置可以減少異步復(fù)制和腦裂導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失：

min-slaves-to-write 1
min-slaves-max-lag 10

解釋：要求至少有1個(gè)slave，數(shù)據(jù)復(fù)制和同步的延遲不能超過(guò)10秒，如果說(shuō)一旦所有的slave，數(shù)據(jù)復(fù)制和同步的延遲都超過(guò)了10秒鐘，那么這個(gè)時(shí)候，master就不會(huì)再接收任何請(qǐng)求了
（1）減少異步復(fù)制的數(shù)據(jù)丟失
有了min-slaves-max-lag這個(gè)配置，就可以確保說(shuō)，一旦slave復(fù)制數(shù)據(jù)和ack延時(shí)太長(zhǎng)，就認(rèn)為可能master宕機(jī)后損失的數(shù)據(jù)太多了，那么就拒絕寫請(qǐng)求，這樣可以把master宕機(jī)時(shí)由于部分?jǐn)?shù)據(jù)未同步到slave導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失降低的可控范圍內(nèi)
（2）減少腦裂的數(shù)據(jù)丟失
如果一個(gè)master出現(xiàn)了腦裂，跟其他slave丟了連接，那么上面兩個(gè)配置可以確保說(shuō)，如果不能繼續(xù)給指定數(shù)量的slave發(fā)送數(shù)據(jù)，而且slave超過(guò)10秒沒(méi)有給自己ack消息，那么就直接拒絕客戶端的寫請(qǐng)求，這樣腦裂后的舊master就不會(huì)接受client的新數(shù)據(jù)，也就避免了數(shù)據(jù)丟失
上面的配置就確保了，如果跟任何一個(gè)slave丟了連接，在10秒后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有slave給自己ack，那么就拒絕新的寫請(qǐng)求
因此在腦裂場(chǎng)景下，最多就丟失10秒的數(shù)據(jù)

8 哨兵集群的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)制

哨兵互相之間的發(fā)現(xiàn)，是通過(guò)redis的pub/sub系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)哨兵都會(huì)往sentinel:hello這個(gè)channel里發(fā)送一個(gè)消息，這時(shí)候所有其他哨兵都可以消費(fèi)到這個(gè)消息，并感知到其他的哨兵的存在
每隔兩秒鐘，每個(gè)哨兵都會(huì)往自己監(jiān)控的某個(gè)master+slaves對(duì)應(yīng)的sentinel:hello channel里發(fā)送一個(gè)消息，內(nèi)容是自己的host、ip和runid還有對(duì)這個(gè)master的監(jiān)控配置
每個(gè)哨兵也會(huì)去監(jiān)聽(tīng)自己監(jiān)控的每個(gè)master+slaves對(duì)應(yīng)的sentinel:hello channel，然后去感知到同樣在監(jiān)聽(tīng)這個(gè)master+slaves的其他哨兵的存在
每個(gè)哨兵還會(huì)跟其他哨兵交換對(duì)master的監(jiān)控配置，互相進(jìn)行監(jiān)控配置的同步

9 slave配置的自動(dòng)糾正

哨兵會(huì)負(fù)責(zé)自動(dòng)糾正slave的一些配置，比如slave如果要成為潛在的master候選人，哨兵會(huì)確保slave在復(fù)制現(xiàn)有master的數(shù)據(jù); 如果slave連接到了一個(gè)錯(cuò)誤的master上，比如故障轉(zhuǎn)移之后，那么哨兵會(huì)確保它們連接到正確的master上

10 master選舉算法

如果一個(gè)master被認(rèn)為odown了，而且majority哨兵都允許了主備切換，那么某個(gè)哨兵就會(huì)執(zhí)行主備切換操作，此時(shí)首先要選舉一個(gè)slave來(lái)。
選舉的時(shí)候會(huì)考慮slave的一些信息：
（1）跟master斷開(kāi)連接的時(shí)長(zhǎng)
（2）slave優(yōu)先級(jí)
（3）復(fù)制offset
（4）run id
如果一個(gè)slave跟master斷開(kāi)連接已經(jīng)超過(guò)了down-after-milliseconds的10倍，外加master宕機(jī)的時(shí)長(zhǎng)，那么slave就被認(rèn)為不適合選舉為master，計(jì)算公式如下：

(down-after-milliseconds * 10) +milliseconds_since_master_is_in_SDOWN_state

接下來(lái)會(huì)對(duì)slave進(jìn)行排序
（1）按照slave優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，slave priority越低，優(yōu)先級(jí)就越高
（2）如果slave priority相同，那么看replica offset，哪個(gè)slave復(fù)制了越多的數(shù)據(jù)，offset越靠后，優(yōu)先級(jí)就越高
（3）如果上面兩個(gè)條件都相同，那么選擇一個(gè)run id比較小的那個(gè)slave

11 configuration epoch

哨兵會(huì)對(duì)一套redis master+slave進(jìn)行監(jiān)控，有相應(yīng)的監(jiān)控的配置
執(zhí)行切換的那個(gè)哨兵，會(huì)從要切換到的新master（salve->master）那里得到一個(gè)configuration epoch，這就是一個(gè)version號(hào)，每次切換的version號(hào)都必須是唯一的
如果第一個(gè)選舉出的哨兵切換失敗了，那么其他哨兵，會(huì)等待failover-timeout時(shí)間，然后接替繼續(xù)執(zhí)行切換，此時(shí)會(huì)重新獲取一個(gè)新的configuration epoch，作為新的version號(hào)

12 configuraiton傳播

哨兵完成切換之后，會(huì)在自己本地更新生成最新的master配置，然后同步給其他的哨兵，就是通過(guò)之前說(shuō)的pub/sub消息機(jī)制
這里之前的version號(hào)就很重要了，因?yàn)楦鞣N消息都是通過(guò)一個(gè)channel去發(fā)布和監(jiān)聽(tīng)的，所以一個(gè)哨兵完成一次新的切換之后，新的master配置是跟著新的version號(hào)的
其他的哨兵都是根據(jù)版本號(hào)的大小來(lái)更新自己的master配置的

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis哨兵的详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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