Redis5.x哨兵搭建手记

前提

Redis5.x之后，单机、哨兵、集群搭建的难度已经简化。鉴于目前看到太多文章都是复制粘贴以往一些3.x版本的一些内容，所以打算基于当前Redis的最新版本做一次单机、哨兵和集群的搭建，记录一下过程步骤和遇到的问题。编写本文的时间是2019年10月6日（国庆假期…），当前Redis的最新版本为5.0.5。操作系统用的是虚拟机里面安装的CentOS 7。先确定已经安装好Redis服务，可以参考笔者写的前一篇文章：《Redis5.x单机服务搭建手记》。出于书写习惯，本文有可能把哨兵称为Sentinel、Redis Sentinel、哨兵或者Redis哨兵，这四个名词是等价的。

哨兵简介

一定要有一个概念：哨兵实例也是特殊的Redis实例，也就是哨兵实例是独立的进程，多个哨兵实例可以搭建主从（Master-Slave），它们承担的职责和普通的Redis实例不一样。下面是官方文档中对哨兵的介绍：

Redis哨兵为Redis提供了高可用性，意味着可以使用哨兵创建Redis服务部署，该部署可以在无需人工干预的情况下抵御某些类型的故障。Redis哨兵还提供其他功能，如监视、通知，并且为客户端提供配置入口（acts as a configuration provider for clients）。下面是Redis哨兵提供的完整功能列表：

• 监控（Monitoring）：Sentinel会不断检查Master实例和Slave实例是否按预期工作。
• 通知（Notification）：Sentinel可以通过API进行通知受监控的Redis实例出现问题。
• 自动故障转移（Automatic Failover）：如果Master实例未按预期工作，则Sentinel可以启动故障转移程序，在该过程中，会将一个Slave实例提升为Master实例，将其他Slave实例重新配置为使用新的Master实例，并且会通知使用Redis实例的应用程序获取新的地址、连接信息。
• 提供配置入口（Configuration provider）：Sentinel充当客户端服务发现的授权来源（a source of authority）：客户端连接到Sentinel，可以询问Redis服务群中的Master实例的地址。如果发生故障转移，Sentinel将通知客户端新的Master实例的地址。

Sentinel的分布式性质

Redis Sentinel是一个分布式系统，Sentinel采用同一份配置多个Sentinel进程共同协作运行的设计，多Sentinel进程协作的优势如下：

• 多个Sentinel实例就给定的主机不再可用这一事实达成共识时，将执行故障检测，从而降低了误报的可能性。
• Sentinel群中即使不是所有Sentinel处于可用状态，Sentinel群仍然能够正常工作，进行故障转移。

哨兵搭建

当前的Redis哨兵版本称为哨兵2，哨兵版本1是Redis 2.6的时候引入，现在已经过期，不推荐使用。官方文档中部署哨兵的示例中指出：一个健壮的部署至少需要三个Sentinel实例。再加上一般情况下，普通的Redis服务实例为了保证健壮性需要搭建树状主从，至少建议部署三个实例。这里的部署拓扑图如下：

环境配置

按照部署拓扑图，一共部署6个Redis实例，3个普通的Redis实例组成Master-Slave，并且是树状主从，3个Redis哨兵实例。为了简单起见，6个Redis实例部署在同一个虚拟机中，注意在生产或者测试环境要分散机器部署，避免所有鸡蛋放在同一个篮子出现机器单点故障。具体信息如下：

Sentinel配置和配置文件创建

先看样板配置文件sentinel.conf的内容：

port 26379
daemonize no
pidfile /var/run/redis-sentinel.pid
logfile ""
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel deny-scripts-reconfig yes
# sentinel auth-pass mymaster 123456
# bind 127.0.0.1
# ......

完整的配置属性列表比较少，而port、daemonize、pidfile、logfile、dir、bind等属性上一篇文章已经分析过，这里不再复述。

sentinel monitor <master-group-name> <ip> <port> <quorum>

• master-group-name：被监控的目标Master实例的名称，这个值可以自定义。
• ip：被监控的目标Master实例的服务器地址。
• port：被监控的目标Master实例的端口。
• quorum：仲裁参数，设置需要多少个Sentinel实例同意才能判断一个被监控的Redis实例失效。换言之，一个 Sentinel群需要获得系统中多数Sentinel的支持， 才能发起一次自动故障迁移。如果我们使用3个Sentinel实例，那么这个值可以定义为2。

sentinel monitor配置项比较特殊，主要用来指定Master角色Redis服务的链接信息。其他5个配置项采用下面的格式：

sentinel <option_name> <master-group-name> <option_value>

• down-after-milliseconds：定了Sentinel认为被监控的Redis服务已经断线的总毫秒数。如果在指定的毫秒数之内，被监控的Redis服务没有向Sentinel回复PING信息或者回复了Error信息，那么Sentinel会开始认为被监控的Redis服务下线（其实这里是主观下线（subjectively down，简称SDOWN）。
• parallel-syncs：指定了在执行故障转移时，最多可以有多少Slave实例同时对新的Master实例进行同步，这个数字越小，完成故障转移所需的时间就越长。这里建议参考样板配置中的值，设置为1。
• failover-timeout：故障转移超时时间，单位为毫秒。
• deny-scripts-reconfig：是否禁用SENTINEL SET命令运行时修改notification-script和client-reconfig-script，默认值为yes。
• auth-pass：配置连接Master实例的认证密码，如果Master实例没有设置密码，可以不配置此项属性。

创建3份Sentinel配置文件26379.conf、26380.conf、26381.conf，它们的内容十分相似，这里只列出26379.conf的内容（192.168.56.200是笔者虚拟机的主机地址）：

port 26379
daemonize yes
bind 0.0.0.0
protected-mode no
pidfile /var/run/sentinel-26379.pid
logfile "/data/redis/sentinel-26379.log"
dir /data/redis
sentinel monitor doge-master 192.168.56.200 6380 2
sentinel down-after-milliseconds doge-master 30000
sentinel parallel-syncs doge-master 1
sentinel failover-timeout doge-master 180000

另外，创建3份Redis服务的配置文件6380.conf、6381.conf、6382.conf，它们的内容十分相似，这里只列出6380.conf（主节点）的内容：

port 6380
daemonize yes
bind 0.0.0.0
protected-mode no
pidfile /var/run/redis-6380.pid
logfile "/data/redis/redis-6380.log"
dir /data/redis
dbfilename "dump-6380.rdb"

6381.conf（从节点）尾部添加额外配置：

slaveof 192.168.56.200 6380

6382.conf（从节点）尾部添加额外配置：

slaveof 192.168.56.200 6381

每份配置记得替换好对应的端口号，都准备好了之后，依次启动主节点、两个从节点和3个Sentinel（可以把命令写成一个start.sh，调用sh start.sh）：

/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-server /data/redis/6380.conf
/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-server /data/redis/6381.conf
/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-server /data/redis/6382.conf

/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-sentinel /data/redis/26379.conf
/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-sentinel /data/redis/26380.conf
/data/redis/redis-5.0.5/src/redis-sentinel /data/redis/26381.conf

此时查看哨兵的配置，发现被Redis修改，新增了发现的主从信息和哨兵实例信息：

查看一下哨兵实例的日志：

目前哨兵和Redis服务都正常运作。

模拟故障转移

官方文档中建议使用测试命令让Redis实例Sleep一个时间，从而触发故障转移：

redis-cli -p [port] DEBUG sleep 30

先查看当前的Master实例：

[root@localhost ~]# redis-cli -p 26379 
127.0.0.1:26379> SENTINEL get-master-addr-by-name doge-master
1) "127.0.0.1"
2) "6380"

再对Master实例执行Sleep命令：

redis-cli -p 6380 DEBUG sleep 40

该命令会阻塞直到40秒后，控制台释放后，再查看当前的Master实例：

127.0.0.1:26379> SENTINEL get-master-addr-by-name doge-master
1) "127.0.0.1"
2) "6381"
127.0.0.1:26379> 

可见，已经成功切换Master实例为6381。那么，当前的Master-Slave的拓扑关系到底是怎么样的？这个时候先看一下Sentinel的日志：

这里可以看出了，恢复后的6380实例重新成为了Slave角色，感觉有点翻车了，原来的树状主从部署变回了一主多从，笔者开始不相信，于是从当前的Master实例查看了一下主从信息：

确实如此，再检查了一下旧的主节点6380的配置：

port 6380
daemonize yes
bind 0.0.0.0
protected-mode no
pidfile "/var/run/redis-6380.pid"
logfile "/data/redis/redis-6380.log"
dir "/data/redis"
dbfilename "dump-6380.rdb"
# Generated by CONFIG REWRITE
replicaof 192.168.56.200 6381

发现，最后一行被新增了内容，它成为了从节点。这一点如果不实践，恐怕不知道会衍生出这种结果。画了个图表明一下整个过程：

这个问题暂时不深入探究，目前知道结果如此即可。

客户端代码测试

既然哨兵搭建完了，可以用Java客户端连接进行一些简单的操作。使用的是Lettuce驱动：

<dependency>
    <groupId>io.lettuce</groupId>
    <artifactId>lettuce-core</artifactId>
    <version>5.1.8.RELEASE</version>
</dependency>

测试代码：

@Test
public void testSentinel() throws Exception {
    RedisURI uri = RedisURI.builder()
            .withSentinelMasterId("doge-master")
            .withSentinel("192.168.56.200", 26379)
            .build();
    RedisClient redisClient = RedisClient.create(uri);
    StatefulRedisMasterSlaveConnection<String, String> connection = MasterSlave.connect(redisClient, new Utf8StringCodec(), uri);
    connection.setReadFrom(ReadFrom.SLAVE_PREFERRED);
    RedisCommands<String, String> commands = connection.sync();
    String result = commands.ping();
    log.info("PING:{}", result);
    commands.setex("name", 5, "throwable");
    result = commands.get("name");
    log.info("Get value:{}", result);
    connection.close();
    redisClient.shutdown();
}

输出结果：

PING:PONG
Get value:throwable

小结

Redis哨兵搭建相对简单，但是需要注意Redis主从配置和Sentinel配置，一些命令可以直接写成shell脚本方便一键shutdown或者重启。在测试故障转移的时候发现了树状主从会变成一主多从，这个问题后面会分析。

参考资料：

• Redis Sentinel Documentation

（本文完 c-1-d e-a-20191007）

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