Redis哨兵模式高可用解决方案
一、序言
Redis高可用有两种模式：哨兵模式和集群模式，本文基于哨兵模式搭建一主两从三哨兵Redis高可用服务。
1、目标与收获
一主两从三哨兵Redis服务，基本能够满足中小型项目的高可用要求，使用Supervisor监控并管理Redis实例。通过本文将完成如下目标：
- 哨兵模式服务规划与搭建
哨兵模式服务相比于单机版服务更加可靠，适合读写分离、数据量不是很大、要求可靠稳定性的场景。
- 客户端整合与读写分离
通过Spring框架对哨兵模式进行连接，完成生产环境的常见操作。
2、端口规划
端口规划是完成本方案的第一步。
二、单机模拟
单机模拟是指在单台物理机或者虚拟机上模拟操作，最大化还原本方案中间过程，适用于学习或者开发阶段使用。
为了简化操作，Redis服务做如下约定：数据不持久化到磁盘；服务实例以前台进程方式运行；节点的配置文件以默认配置文件为模版；无密码验证。
（一）服务规划
1、Redis实例
服务在第一次启动时明确知道第几个节点是master节点，当服务在长期运行并发生主从切换时，无法显示知道第几个节点是master节点，需要通过命令行间接查询。
| 节点 | 主机 | 端口 | 角色 | 额外配置 |
|---|---|---|---|---|
| node01 | 127.0.0.1 | 6380 | 第一次启动时作为master服务 | |
| node02 | 127.0.0.1 | 6381 | 第一次启动时作为slave服务 | replicaof 127.0.0.1 6380 |
| node03 | 127.0.0.1 | 6382 | 第一次启动时作为slave服务 | replicaof 127.0.0.1 6380 |
额外配置指第一次启动Redis服务实例时，节点配置文件中新增配置。
2、哨兵服务
哨兵服务节点之间没有主从的区别，所有节点处于平等地位。当主服务异常时，哨兵服务之间会唤醒投票策略，从Redis实例从节点选择主服务的候选人。
| 节点 | 主机 | 端口 | 额外配置 |
|---|---|---|---|
| node01 | 127.0.0.1 | 26380 | sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2 |
| node02 | 127.0.0.1 | 26381 | sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2 |
| node03 | 127.0.0.1 | 26382 | sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2 |
（二）服务配置
1、Redis实例
节点的初始配置文件以默认配置文件为模版。
node01、node02初始化配置文件之后，显示指明节点间的主从关系，增加如下配置：
replicaof 127.0.0.1 6380
2、哨兵服务
节点的初始配置文件以默认配置文件为模版。
node01、node02、node03初始化配置文件后，增加如下配置：
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6381 2
（三）服务管理
测试或者学习时，建议采用前台进程管理服务，便于模拟单点故障、查看日志观察主从切换。
生产条件下建议使用Supervisor管理服务，不仅易于管理而且能够实现服务异常终止后自动重启。高可用场景下使用的是三台物理机。
1、Redis实例
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis80.conf --port 6380 --save '' --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis81.conf --port 6381 --save '' --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis82.conf --port 6382 --save '' --daemonize no
2、哨兵服务
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel280.conf --port 26380 --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel281.conf --port 26381 --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel282.conf --port 26382 --daemonize no
三、客户端整合
客户端实现是指基于SpringBoot的整合分为两步实现：一是完成作为基础的整合；二是结合生产需要补充新特性。
（一）基础整合
基础整合的内容是以Java客户端连接高可用哨兵模式Redis服务，实现单节点故障服务正常运行的要求。
1、全局配置文件
全局配置文件添加的配置信息有：master参数为哨兵服务名，此处为默认值；nodes参数为哨兵服务列表（不是Redis实例服务列表）；database参数为数据库。
spring:
redis:
database: 0
sentinel:
nodes: 192.168.181.171:26380,192.168.181.171:26381,192.168.181.171:26382
master: mymaster
2、集成配置
集成进SpringBoot体系，最核心的是创建LettuceConnectionFactory连接工厂，通过Redis连接工厂，能够顺利继承进Spring体系下其他框架。
@Configuration
public class RedisSentinelConfig {
@Autowired
private RedisProperties redisProperties;
@Bean
public RedisConnectionFactory lettuceConnectionFactory() {
RedisProperties.Sentinel sentinel = redisProperties.getSentinel();
HashSet<String> nodes = new HashSet<>(sentinel.getNodes());
String master = sentinel.getMaster();
RedisSentinelConfiguration config = new RedisSentinelConfiguration(master, nodes);
config.setDatabase(redisProperties.getDatabase());
return new LettuceConnectionFactory(config);
}
}
（二）读写分离
基础整合仅仅是实现了高可用Redis服务的流程，生产环境下仍需要增加其他配置：修改自定义连接数据库序号；授权连接；连接池配置；读写分离。
在高可用前提下，衍生出读写分离的特性，主库完成写请求；从库完成读请求（从库不允许写）。
@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer lettuceClientCustomizer() {
// 配置读写分离
return builder -> builder.readFrom(ReadFrom.REPLICA);
}
