Redis主从集群-哨兵机制

主从集群数据同步原理

从节点刚连接到主节点时，主动请求数据同步
主节点判断是否是第一次同步，如果是，就返回主节点的数据版本信息
随后，主节点执行bgsave，生成RDB文件，并发送给从节点
这个过程中以及随后产生的全部命令都会记录到repl_baklog这个缓冲区中，然后一点一点的同步给从节点，这样就保证了主从节点数据的一致性

如何判断从节点同步进度

上面有说到要判断从节点是否是第一次同步，是第一次就来个全量同步，言外之意就是不是第一次就会有增量同步？问题是咋判断从节点的同步进度？

Replication Id：每一个master节点有一个replid，slave节点继承master的replid，如果replid一样，认为它们保存了同一个数据集（同一份数据）
offset：master和slave都维护一个offset，可以看作它们当前所在的数据集的偏移量，slave的偏移量总会小于等于master，当它等于master，证明它的数据与master完全一致，无需同步

Replication Id用于判断两个节点是否持有同一份数据集，主从集群中的所有节点Replid应该相同，而offset指示着每个节点保存的数据的进度。所以，主节点只需要判断从节点的replid和offset就能知道它是否是第一次同步。事实上，主节点只需判断replid即可，因为第一次同步时，从节点的replid不等于主节点的replid

增量同步

repl_baklog大小上限

repl_baklog实际上是一个环形数组的结构

也就是说，如果slave宕机的情况下，只要它别落下超过这个环大小的数据量（可以理解为master.offset-slave.offset <= repl_baklog.size），它就可以使用增量同步，只同步它落下的这些。

但如果slave落下的数据超过了环的大小

那么，它无法再通过增量同步来从master中同步数据，此时需要一次全量同步

主从复制优化

开启无磁盘复制，复制时不生成RDB，直接通过内存。(repl-diskless-sync yes)
Redis单节点内存占用不要太高
提高repl_baklog大小
slave宕机后及时恢复，避免全量同步
限制单个master的节点数量，采用主-从-从结构，减少master压力

主从替换

Redis通过哨兵（Sentinel）集群来监控主从集群的状态，这个并不是阿里的那个Sentinel。当哨兵发现了集群主节点挂了，它会选出一个从节点当作主节点，并通知客户端主节点ip发生变化。

服务状态监控

每个哨兵不断的向集群中的节点发送心跳检测，如果未在指定时间内响应，则该哨兵认为该节点主观下线，如果超过quorum的哨兵都认为一个节点主观下线了，那么此时该节点就被认为客观下线了（quorum的数量最好大于哨兵数量的一半）

master选举

如果slave与master断开时间过长，超过指定值（down-after-millisecond * 10），则该节点无法参与选举
判断节点的slave-priority值（默认为1），越小优先级越高，0代表不参与选举
优先级一样的情况下，offset越大优先级越高
如果offset也一样，节点id越小优先级越高（节点id是唯一的，不会出现到这还选不出的情况了）

所以，master的选举主要看的是人为设置的优先级，在没设置的情况下，看的是谁的数据更新（offset更大）

故障转移

给选中的节点发送slaveof no one，使它恢复成主节点
给所有其它节点广播slaveof <新主节点ip>
哨兵强制改动故障节点的配置文件，添加slaveof <新主节点id>（wtf？这是怎么实现的）

Redis主从集群+Sentinel集群搭建

我这里使用docker compose搭建

services:
  redis1:
    image: redis
    ports:
      - 63791:6379
    volumes:
      - ./conf/redis1.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./redis1/:/data/
    command:
      /bin/bash -c "redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf"

  redis2:
    image: redis
    ports:
      - 63792:6379
    volumes:
      - ./conf/redis2.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./redis2/:/data/
    command:
      /bin/bash -c "redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf"

  redis3:
    image: redis
    ports:
      - 63793:6379
    volumes:
      - ./conf/redis3.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./redis3/:/data/
    command:
      /bin/bash -c "redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf"


  sentinel1:
    depends_on:
      - redis1
    image: redis
    ports:
      - 27001:27001
    volumes:
      - ./s1_conf/:/usr/local/etc/redis/
      - ./sentinel1/:/tmp/sentinel
    command:
      /bin/bash -c "redis-sentinel /usr/local/etc/redis/sentinel.conf"

  sentinel2:
    depends_on:
      - redis1
    image: redis
    ports:
      - 27002:27002
    volumes:
      - ./s2_conf/:/usr/local/etc/redis/
      - ./sentinel2/:/tmp/sentinel
    command:
      /bin/bash -c "redis-sentinel /usr/local/etc/redis/sentinel.conf"

  sentinel3:
    depends_on:
      - redis1
    image: redis
    ports:
      - 27003:27003
    volumes:
      - ./s3_conf/:/usr/local/etc/redis/
      - ./sentinel3/:/tmp/sentinel
    command:
      /bin/bash -c "redis-sentinel /usr/local/etc/redis/sentinel.conf"

然后conf目录下的四个配置文件：

# redis1.conf
# 填你主机ip
slave-announce-ip 172.21.1.202
# 填redis1容器映射到的主机端口
slave-announce-port 63791
protected-mode no

# redis2.conf
slave-announce-ip 172.21.1.202
slave-announce-port 63792
protected-mode no

slaveof 172.21.1.202 63791

# redis3.conf
slave-announce-ip 172.21.1.202
slave-announce-port 63793
protected-mode no

slaveof 172.21.1.202 63791

# s1_conf/sentinel.conf
protected-mode no
port 27001
sentinel announce-ip "172.21.1.202"
sentinel monitor mymaster 172.21.1.202 63791 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/sentinel"

# s2_conf/sentinel.conf
protected-mode no
port 27002
sentinel announce-ip "172.21.1.202"
sentinel monitor mymaster 172.21.1.202 63791 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/sentinel"

# s3_conf/sentinel.conf
protected-mode no
port 27003
sentinel announce-ip "172.21.1.202"
sentinel monitor mymaster 172.21.1.202 63791 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/sentinel"

坑1：Sentinel无法创建新配置文件

报错信息：

WARNING: Sentinel was not able to save the new configuration on disk!!!: Device or resource busy

因为Sentinel会在启动后向自己的配置文件中追加内容，它采用的是先创建一个临时配置文件，然后使用它替换掉原来的配置文件的方式。

如果是使用挂载卷直接挂载文件的方式，docker貌似不允许这样操作，所以会出现这个错误，你可以将配置文件放到单独的目录中，然后将目录挂载到容器。

另外，从其他帖子中看到，好像sed命令也是这个原理，所以这种情况下sed命令也是不能用的。

参考：docker-library/redis - issue#287: WARNING: Sentinel was not able to save the new configuration on disk!!!: Device or resource busy

坑2：启动后直接检测到slave下线

实际上就是IP问题，类似的问题还有主机下线后无法重新选举，sentinel节点之间无法同步...

启动后伴随着大量的slave下线信息，并且有很多我们都没见过的ip

这种情况就是没有在redis和sentinel的配置文件中指明announce-ip和announce-port，这两个值的设置必须是你的主机IP还有docker映射到的本地主机端口

测试结果&选举过程分析

启动并将master下线，查看其中几个sentinel的日志，它检测到了master下线，并在quorum到达2后重新选举了新的master

选举的过程如下：

三台哨兵先选主，从这里可以看到最终选的主是哨兵3
哨兵中的主节点进行选举新redis master，从日志里的select-slave可以看出
主哨兵给重新选择的主节点发送slaveof no one命令
主哨兵给其它节点广播新的主节点

Sentinel会在连接后、重选主节点后更新各自的配置文件，比如下图，重新选举后主节点已经变成了新的，连接后也生成了一些新的行，主要是生成的myid和探测到的其它的redis节点和sentinel节点。

RedisTemplate使用集群

配置哨兵模式

因为使用哨兵保证集群的高可用的情况下，主节点的ip是有可能变更的，所以不能在代码中写死，你需要配置哨兵集群的地址，然后RedisTemplate去哨兵集群中找主节点和从节点的ip

spring:
  redis:
    sentinel:
      # 哨兵集群
      nodes:
        - 172.21.1.202:27001
        - 172.21.1.202:27002
        - 172.21.1.202:27003
      # 集群名
      master: mymaster

配置主从读写分离

@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer configurationBuilderCustomizer() {
    return configBuilder -> configBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);
}

ReadFrom是redis的读取策略:

MASTER: 从主节点读
MASTER_PREFERRED: 优先从主节点读，主节点不可以从Replica读（也就是slave）
REPLICA：从Replica读
REPLICA_PREFERRED：优先从Replica读，所有的Replica都不可用从主节点读

posted @ 2022-08-23 17:46 yudoge 阅读(1124) 评论(2) 编辑收藏举报

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