Redis高可用之哨兵模式

• • 哨兵模式的原理与功能
  • sdown(主观下线)与odown(客观下线)转换机制
  • 主节点选举
  • Redis哨兵主备切换的数据丢失问题

哨兵模式的原理与功能

哨兵（sentinel）是一个分布式系统，用于对主从架构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选举新的master并将所有slave连接新的master。

哨兵的功能：

• 集群监控：负责监控redis master和slave进程是否正常工作。
• 消息通知：如果某个redis服务有故障，那么哨兵负责发送消息通知给管理员。
• 故障转移：如果master结点故障，哨兵可以选举slave结点变为master。
• 配置中心：如果故障转移发生了，通知client客户端新的master地址。

哨兵工作原理：

监控阶段：获取各个sentinel的状态；获取master的状态；获取所有slave的状态（根据master中的slave消息）。之后在哨兵拓扑网络（自动发现机制，通过redis的发布/订阅模式实现）中进行信息交换与共享。

通知阶段：对各个结点发送心跳包，获取状态。

故障转移阶段：当一个哨兵节点发现master下线，进行主观下线（sdown）。将消息在哨兵网络中共享，当一定数量的哨兵都觉得master下线了，那就会转为客观下线（odown）。哨兵节点进行投票将master投出，选举一个哨兵节点为负责人，由它在slave中选取新的master节点。

sdown(主观下线)与odown(客观下线)转换机制

如果一个哨兵认为一个master宕机了，那么就是sdown。
如果quorum数量的哨兵都认为master宕机了，那么就是odown。

quorum：确认odown的最少的哨兵数量
majority：授权进行主从切换的最少的哨兵数量

如果一个哨兵 ping 一个 master，超过了 is-master-down-after-milliseconds 指定的毫秒数之后，就主观认为 master 宕机了；如果一个哨兵在指定时间内，收到了 quorum 数量的其它哨兵也认为那个 master 是 sdown 的，那么就认为是 odown 了。

主节点选举

如果一个master被客观下线后，那么就会选举出一个哨兵节点为领导者哨兵（选举的票数大于等于哨兵的个数/2+1时，将会成为领导者），由领导者哨兵将slave转换为master。

选举slave为master需要看以下几点：

跟 master 断开连接的时长
slave 优先级
offset
run id

如果一个slave跟master断开连接时长超过 down-aftermilliseconds的10倍，被认为不适合作为master。
接下来对slave进行排序，slave的priority越低，优先级越高。
如果slave的priority相同，查看offset，offset越靠后的slave复制的数据越全，优先级越高。
如果上面两个都相同，那么选择run id 小的slave。

Redis哨兵主备切换的数据丢失问题

1.异步复制时master宕机导致数据丢失。
2.脑裂导致数据丢失。

脑裂：当master与slave和sentinel的网络出现问题，无法连接，此时sentinel选举出了新的master。但是旧master与client能够进行数据交换，那么当旧master又重新回到哨兵集群时，哨兵会将其设置为slave，将数据清空后进行同步，此时数据丢失。

解决方案：

min-slaves-to-write 1
min-slaves-max-lag 10
一旦slave复制的数据和ack（确认字符）延时过大，可能master已经宕机，那么就拒绝写请求，可以把master宕机时由于部分数据未同步搭配slave导致的数据丢失降低到可控范围内。
如果一个 master 出现了脑裂，跟其他 slave 丢了连接，那么上面两个配置可以确保说，如果不能继续给指定数量的 slave 发送数据，而且 slave 超过 10 秒没有给自己 ack 消息，那么就直接拒绝客户端的写请求。因此在脑裂场景下，最多就丢失 10 秒的数据。