巧用Redis實現(xiàn)低成本高可用方案設(shè)計

關(guān)于Redis高可用方案，看到較多的是keepalived、zookeeper方案。 keepalived是主備模式，意味著總有一臺浪費著。zookeeper工作量成本偏高。 本文主要介紹下使用官方sentinel做redis高可用方案的設(shè)計。

Redis Sentinel

Sentinel介紹

Sentinel是Redis官方為集群提供的高可用解決方案。 在實際項目中可以使用sentinel去做redis自動故障轉(zhuǎn)移，減少人工介入的工作量。另外sentinel也給客戶端提供了監(jiān)控消息的通知，這樣客戶端就可根據(jù)消息類型去判斷服務(wù)器的狀態(tài)，去做對應(yīng)的適配操作。

下面是Sentinel主要功能列表：

• Monitoring：Sentinel持續(xù)檢查集群中的master、slave狀態(tài)，判斷是否存活。
• Notification：在發(fā)現(xiàn)某個redis實例死的情況下，Sentinel能通過API通知系統(tǒng)管理員或其他程序腳本。
• Automatic failover：如果一個master掛掉后，sentinel立馬啟動故障轉(zhuǎn)移，把某個slave提升為master。其他的slave重新配置指向新master。
• Configuration provider：對于客戶端來說sentinel通知是有效可信賴的?？蛻舳藭B接sentinel去請求當(dāng)前master的地址，一旦發(fā)生故障sentinel會提供新地址給客戶端。

Sentinel配置

Sentinel本質(zhì)上只是一個運行在特殊模式下的redis服務(wù)器，通過不同配置來區(qū)分提供服務(wù)。 sentinel.conf配置：

// [監(jiān)控名稱] [ip] [port] [多少sentinel同意才發(fā)生故障轉(zhuǎn)移]

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

// [監(jiān)控名稱] [Master多少毫秒后不回應(yīng)ping命令，就認(rèn)為master是主觀下線狀態(tài)]

sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000</pre>

// [故障轉(zhuǎn)移超時時間]

sentinel failover-timeout mymaster 180000

//[在執(zhí)行故障轉(zhuǎn)移時,最多可以有多少個從服務(wù)器同時對新的主服務(wù)器進行同步]

sentinel parallel-syncs mymaster 1

sentinel需要使用redis2.8版本以上，啟動如下：

redis-sentinel sentinel.conf

啟動后Sentinel會：

• 以10秒一次的頻率，向被監(jiān)視的master發(fā)送info命令，根據(jù)回復(fù)獲取master當(dāng)前信息。
• 以1秒一次的頻率，向所有redis服務(wù)器、包含sentinel在內(nèi)發(fā)送PING命令，通過回復(fù)判斷服務(wù)器是否在線。
• 以2秒一次的頻率，通過向所有被監(jiān)視的master，slave服務(wù)器發(fā)送包含當(dāng)前sentinel，master信息的消息。

另外建議sentinel至少起3個實例以上，并配置2個實例同意即可發(fā)生轉(zhuǎn)移。 5個實例，配置3個實例同意以此類推。

故障轉(zhuǎn)移消息接收的3種方式

Redis服務(wù)器一旦發(fā)送故障后，sentinel通過raft算法投票選舉新master。 故障轉(zhuǎn)移過程可以通過sentinel的API獲取/訂閱接收事件消息。

腳本接收

//當(dāng)故障轉(zhuǎn)移期間，可以指定一個“通知”腳本用來告知系統(tǒng)管理員，當(dāng)前集群的情況。
//腳本被允許執(zhí)行的最大時間為60秒，如果超時，腳本將會被終止(KILL)

sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh 

//故障轉(zhuǎn)移期之后，配置通知客戶端的腳本.

sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/notifyReconfig.sh </pre>

客戶端直接接收

Sentinel的故障轉(zhuǎn)移消息通知使用的是redis發(fā)布訂閱(詳解Redis發(fā)布訂閱及客戶端編程)。就是說在故障轉(zhuǎn)移期間所有產(chǎn)生的事件信息，都通過頻道(channel)發(fā)布出去。比如我們加臺slave服務(wù)器，sentinel監(jiān)聽到后會發(fā)布加slave的消息到"+slave"頻道上，客戶端只需要訂閱"+slave"頻道即可接收到對應(yīng)消息。

其消息格式如下：
[實例類型] [事件服務(wù)器名稱] [服務(wù)器ip] [服務(wù)器端口] @[master名稱] [ip] [端口]

<instance-type> <name> <ip> <port> @ <master-name> <master-ip> <master-port>

通知消息格式示例：

*          //訂閱類型， *即訂閱所有事件消息。
-sdown     //消息類型
slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6381

訂閱消息示例：

using (RedisSentinel rs = new RedisSentinel(CurrentNode.Host, CurrentNode.Port))
            {
                var redisPubSub = new RedisPubSub(node.Host, node.Port);
                redisPubSub.OnMessage += OnMessage;
                redisPubSub.OnSuccess += (msg) =>{};
                redisPubSub.OnUnSubscribe += (obj) =>{};
                redisPubSub.OnError = (exception) =>{ };
                redisPubSub.PSubscribe("*");
            }

服務(wù)間接接收

這種方式在第二種基礎(chǔ)上擴展了一層，即應(yīng)用端不直接訂閱sentinel。 單獨做服務(wù)去干這件事情，然后應(yīng)用端提供API供這個服務(wù)回調(diào)通知。 這樣做的好處在于：

• 減少應(yīng)用端監(jiān)聽失敗出錯的可能性。
• 應(yīng)用端由主動方變成被動方，降低耦合。
• 性能提高，輪詢變回調(diào)。
• 獨立成服務(wù)可擴展性更高。

比如：

1：以后換掉sentinel，我們只需要動服務(wù)即可，應(yīng)用端無需更改。

2：可以在服務(wù)內(nèi)多增加一層守護線程去主動拉取redis狀態(tài)，這樣可確保即使sentinel不生效，也能及時察覺redis狀態(tài)，并通知到應(yīng)用端。 當(dāng)然這種情況很極端，因為sentinel配的也是多節(jié)點，同時掛的幾率非常小。?
示例：
應(yīng)用端提供回調(diào)API，在這個API邏輯下去刷新內(nèi)存中的Redis連接。

http://127.0.0.1/redis/notify.api

獨立服務(wù)監(jiān)控到狀況后，調(diào)用API通知應(yīng)用端：

 httprequest.post("http://127.0.0/redis/notify.api");

整體設(shè)計

推薦使用第三種，其整體流程圖如下：

總結(jié)

各種sentinel通知消息類型見官方文檔，項目中使用的redis客戶端在github上[HRedis]。本文分享了樓主在項目中做Redis高可用的經(jīng)驗，希望對大家有所幫助。 在人力物力滿足的情況下還是推薦使用zookeeper方案的。 只有三五桿槍的情況下也就退而求其次，利用最小成本滿足需求并保留可擴展性。 ?

相信沒有最好的架構(gòu)，只有更合適的架構(gòu)。

文末彩蛋

針對于上面所涉及到的知識點我總結(jié)出了有1到5年開發(fā)經(jīng)驗的程序員在面試中涉及到的絕大部分架構(gòu)面試題及答案做成了文檔和架構(gòu)視頻資料免費分享給大家（包括Dubbo、Redis、Netty、zookeeper、Spring cloud、分布式、高并發(fā)等架構(gòu)技術(shù)資料），希望能幫助到您面試前的復(fù)習(xí)且找到一個好的工作，也節(jié)省大家在網(wǎng)上搜索資料的時間來學(xué)習(xí)，也可以關(guān)注我一下以后會有更多干貨分享。

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