深入学习Redis(4):哨兵

在 深入学习Redis(3):主从复制 中曾提到,Redis主从复制的作用有数据热备、负载均衡、故障恢复等;但主从复制存在的一个问题是故障恢复无法自动化。本文将要介绍的哨兵,它基于Redis主从复制,主要作用便是解决主节点故障恢复的自动化问题,进一步提高系统的高可用性。

文章主要内容如下:首先介绍哨兵的作用和架构;然后讲述哨兵系统的部署方法,以及通过客户端访问哨兵系统的方法;然后简要说明哨兵实现的基本原理;最后给出关于哨兵实践的一些建议。文章内容基于Redis 3.0版本。

系列文章

深入学习Redis(1):Redis内存模型

深入学习Redis(2):持久化

深入学习Redis(3):主从复制

深入学习Redis(4):哨兵

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一、作用和架构 1.  作用

在介绍哨兵之前,首先从宏观角度回顾一下Redis实现高可用相关的技术。它们包括:持久化、复制、哨兵和集群,其主要作用和解决的问题是:

持久化:持久化是最简单的高可用方法(有时甚至不被归为高可用的手段),主要作用是数据备份,即将数据存储在硬盘,保证数据不会因进程退出而丢失。

复制:复制是高可用Redis的基础,哨兵和集群都是在复制基础上实现高可用的。复制主要实现了数据的多机备份,以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷:故障恢复无法自动化;写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制。

哨兵:在复制的基础上,哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷:写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制。

集群:通过集群,Redis解决了写操作无法负载均衡,以及存储能力受到单机限制的问题,实现了较为完善的高可用方案。

 

下面说回哨兵。

Redis Sentinel,即Redis哨兵,在Redis 2.8版本开始引入。哨兵的核心功能是主节点的自动故障转移。下面是Redis官方文档对于哨兵功能的描述:

监控(Monitoring):哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。

自动故障转移(Automatic failover):当主节点不能正常工作时,哨兵会开始自动故障转移操作,它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点,并让其他从节点改为复制新的主节点。

配置提供者(Configuration provider):客户端在初始化时,通过连接哨兵来获得当前Redis服务的主节点地址。

通知(Notification):哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

其中,监控和自动故障转移功能,使得哨兵可以及时发现主节点故障并完成转移;而配置提供者和通知功能,则需要在与客户端的交互中才能体现。

这里对“客户端”一词在文章中的用法做一个说明:在前面的文章中,只要通过API访问redis服务器,都会称作客户端,包括redis-cli、Java客户端Jedis等;为了便于区分说明,本文中的客户端并不包括redis-cli,而是比redis-cli更加复杂:redis-cli使用的是redis提供的底层接口,而客户端则对这些接口、功能进行了封装,以便充分利用哨兵的配置提供者和通知功能。

2.  架构

典型的哨兵架构图如下所示:

深入学习Redis(4):哨兵

它由两部分组成,哨兵节点和数据节点:

哨兵节点:哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成,哨兵节点是特殊的redis节点,不存储数据。

数据节点:主节点和从节点都是数据节点。

二、部署

这一部分将部署一个简单的哨兵系统,包含1个主节点、2个从节点和3个哨兵节点。方便起见:所有这些节点都部署在一台机器上(局域网IP:192.168.92.128),使用端口号区分;节点的配置尽可能简化。

1.  部署主从节点

哨兵系统中的主从节点,与普通的主从节点配置是一样的,并不需要做任何额外配置。下面分别是主节点(port=6379)和2个从节点(port=6380/6381)的配置文件,配置都比较简单,不再详述。

#redis-6379.conf port 6379 daemonize yes logfile "6379.log" dbfilename "dump-6379.rdb" #redis-6380.conf port 6380 daemonize yes logfile "6380.log" dbfilename "dump-6380.rdb" slaveof 192.168.92.128 6379 #redis-6381.conf port 6381 daemonize yes logfile "6381.log" dbfilename "dump-6381.rdb" slaveof 192.168.92.128 6379

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