[Redis] 浅析 Sentinel(哨兵)

概括

Sentinel 是 Redis 高可用的一种解决方案：Sentinel 系统由一个或多个 Sentinel 示例组成，可以监控任意多个主服务器以及这些主服务器下的所有从服务器。若被监视的主服务器进入下线状态时（宕机或者进程被 kill 等情况导致），则会自动将下线主服务器下的某个从服务器中升级为新的服务器，由这个新的服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

图示过程：

若期间 Server1 重新上线，它将被 Sentinel 降级为 Server2 的从服务器。

启动并初始化 Sentinel

启动一个 Sentinel 可以使用命令：

$ redis-sentinel /path/to/your/sentinel.conf

或者

$ redis-server /path/to/your/sentinel.conf --sentinel

当启动一个 sentinel 时，需要执行以下步骤：

• 初始化服务器
• 将普通 Redis 服务器使用代码替换成 Sentinel 专用代码
• 初始化 Sentinel 状态
• 根据给定的配置文件，初始化 Sentinel 的监视主服务器列表
• 创建连向主服务器的网络连接：创建两个连接（异步连接）。一个是命令连接，专门用于向主服务器发送命令，并接收命令回复。另一个是订阅连接，这个专门用于订阅主服务器_sentinel_:hello 频道。

获取主服务器信息

Sentinel 默认会以每十秒一次的频率，通过命令连接向被监视的主服务器发送 INFO 命令，并通过分析 INFO 命令的回复来获取主服务器的当前信息。

通过分析 INFO 指令的回复信息，可以得到：

• 主服务器本身的信息，包括 run_id 域记录的服务器运行id，以及 role 域记录的服务器角色
• 主服务器下面的所有从服务器的信息，无需用户提供从服务器的地址信息，就可以自动发现从服务器。

获取从服务器信息

当 Sentinel 发现新的从服务器出现时，Sentinel 除了会为这个新的从服务器创建相应的实例结构之外，Sentinel 还会创建连接到从服务器的命令连接和订阅连接。

当 Sentinel 与从服务器建立连接之后，会以每十秒一次的频率通过命令连接向从服务器发送INFO命令，以获取从服务器的信息。

根据INFO 指令的回复信息，可以得到：

• 从服务器的运行ID run_id
• 从服务器的角色 role
• 主服务器的ip地址 master_host，以及主服务器的端口号master_port
• 主服务器的连接状态master_link_status
• 从服务器的优先级slave_priority
• 从服务器的复制偏移量slave_repl_offset

如图：

通过命令连接发送和订阅连接接收信息

对于监视用一个服务器的多个 Sentinel 来说， 他们会以没两秒一次的频率，通过向被监视服务器的_sentinel_:hello频道发送消息来向其他 Sentinel 宣告自己的存在。

检测主观下线状态

在默认情况下，Sentinel 会以每秒一次的频率向所有与它创建了命令连接的示例（主、从服务器、其他sentinel）发送PING命令，并通过实例返回的PING命令回复判断实例是否在线。

PING命令的回复分为两种：

• 有效回复：实例返回 +PONG 、-LOADING 、-MASTERDOWN 三种回复的其中一种。
• 无效回复：实例返回除 +PONG 、-LOADING 、-MASTERDOWN 三种之外的其他回复，或者在指定时间内没有返回任何回复。

若在指定时间内一直向 sentinel 返回无效回复，那么将会判断次实例已经进入主观下线状态。

检测客观下线状态

当 Sentinel 将一个主服务器判断为主观下线之后，为了确认主服务器是否真的下线，它会向同样监视这一主服务器的其他 sentinel 进行询问，当 从其他的 Sentinel 那里接收到足量已下线的判断后，Sentinel 就会主服务器判断为客观下线，并对主服务器进行故障转移操作。

故障转移

在故障转移之前会进行一场 Sentinel 选举，选举出来的 Sentinel 负责对客观下线的主服务器进行故障转移。

• 在已下线的主服务器属下的所有从服务器中，挑选一个从服务器，并将其转换为主服务器。
• 将已下线的主服务器属下的所有从服务器中改为复制新的主服务器
• 将已下线的主服务器设置为新的主服务器的从服务器，当这个旧的主服务器重新上线，它将会成为新的主服务器的从服务器。