Redis（八）：Redis高并发高可用（哨兵Sentinel）

在构建高并发系统时，Redis 的高可用性成为了核心基础设施的一部分。本文将带你深入理解 Redis Sentinel 的工作机制与配置方法，帮助你构建一个具备容错能力的 Redis 集群。

主从复制的问题

Redis 的主从复制模式下，一旦主节点由于故障不能提供服务，需要人工将从节点晋升为主节点，同时还要通知应用方更新主节点地址，对于很多应用场景这种故障处理的方式是无法接受的。

• 主节点单点故障：主节点挂了，系统写不可用，需要手动干预切换主从
• 故障转移不自动：必须人工介入，延迟恢复

哨兵Sentinel

Redis 从 2.8 开始正式提供了Redis Sentinel(哨兵）架构来解决这个问题。

Redis Sentinel 是 Redis 官方提供的高可用解决方案，具备以下核心功能：

• 故障检测：监控 Redis 主从实例的运行状态。
• 通知机制：当实例状态变更时通知管理员或其他系统。
• 自动故障转移：当主节点不可用时，自动将从节点升级为主节点。
• 服务发现：客户端可以通过 Sentinel 获取最新的主节点地址。

Sentinel 自身是一个特殊的 Redis 实例（运行在不同端口上，通常是 26379）。多个 Sentinel 可以组成哨兵集群，它们之间通过类似 Gossip 协议进行通信。

核心流程：

1. Sentinel 节点周期性 Ping 主从节点。
2. 当一个 Sentinel 判断主节点不可达时，标记为主观下线（SDOWN）。
3. 多个 Sentinel 达成一致后，认为主节点客观下线（ODOWN）。
4. 发起故障转移（failover），选举一个从节点为新主节点。
5. 其余从节点重新指向新主节点。
   

哨兵配置文件

已知条件，哨兵节点每间隔1s 向主从节点发送一次ping。
三个哨兵均指向主节点（6379）,具体配置如下：
选举

sentinel1.conf

# sentinel monitor <name> <ip> <port> <quorum>
# quorum 表示“多少个哨兵主观判断主节点故障，才算客观下线（ODOWN）port 26379
sentinel monitor mymaster 172.17.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

sentinel2.conf

port 26380
sentinel monitor mymaster 172.17.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

sentinel3.conf

port 26381
sentinel monitor mymaster 172.17.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

启动三个哨兵节点，如下图示：

docker run -d --name redis-sentinel1 -p 26379:26379 -v E:\CK\learn\docker\redis\sentinel1.conf:/etc/sentinel.conf redis:7.2.4 redis-sentinel /etc/sentinel.confdocker run -d --name redis-sentinel2 -p 26380:26380 -v E:\CK\learn\docker\redis\sentinel2.conf:/etc/sentinel.conf redis:7.2.4 redis-sentinel /etc/sentinel.confdocker run -d --name redis-sentinel3 -p 26381:26381 -v E:\CK\learn\docker\redis\sentinel3.conf:/etc/sentinel.conf redis:7.2.4 redis-sentinel /etc/sentinel.conf

# 主节点
C:\Users\86158>docker exec -it redis-master redis-cli
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
127.0.0.1:6379> set k2 v2
OK# 从节点6380
C:\Users\86158>docker exec -it myredis2 redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> slaveof 192.168.10.9 6379
OK
127.0.0.1:6380> keys *
1) "k1"
127.0.0.1:6380> keys *
1) "k1"
2) "k2"# 从节点6381
C:\Users\86158>docker exec -it myredis3 redis-cli -p 6381
127.0.0.1:6381> slaveof 192.168.10.9 6379
OK
127.0.0.1:6381> keys *
1) "k1"
127.0.0.1:6381> keys *
1) "k1"
2) "k2"

通过同步主节点的数据可以明确了目前的架构为：一主（6379）二子（6380、6381）。
此时，我们让主节点宕机

docker stop redis-master

以哨兵3节点为例，查看主节点宕机后，哨兵节点的选举过程，如下图：

1. Subjectively Down（SDOWN）
   • 当前 Sentinel 自己主观地认为 主节点 mymaster（即 192.168.10.9:6379）不可用了
   • 这个判断是“本哨兵自己觉得”，是单方面的判断
2. Objectively Down（ODOWN）
   • 表示已经达到法定票数（quorum），多个 Sentinel 一致认为主节点真的挂了
   • quorum 2/2 表示：当前已有 2 个哨兵都同意主节点宕机，而 Sentinel 配置中设置的 quorum 是 2（注意，哨兵1和2，此处是3/2，应该是某些不可抗力因素导致）
3. 哨兵进入了一个新的故障转移纪元（epoch），编号为 1
   • 每次进行主节点切换时，都会开始一个新的 epoch，用于区分多次 failover 过程；
   • 每个 Sentinel 会在其内部状态中记录当前 epoch；
   • epoch 是分布式系统中常用的“版本”概念，避免重复选主等问题。
4. 哨兵发起一次尝试性的 选举流程（failover），准备开始主从切换流程
5. …（投票过程）
6. 哨兵节点更新自己的配置文件（依据选举的主节点信息）
7. 哨兵正式宣布7380为主节点
8. 6381配置为6380的从节点
9. 6379配置为6380的从节点

此时查看 6380 已经是主节点

127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=172.17.0.6,port=6381,state=online,offset=1462404,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:2f0e1a4b37532e11dd11f64526f1e6572f765bfe
master_replid2:3d2c88cb06af1e654fd2ca4631f68536ebbdd625
master_repl_offset:1462539
second_repl_offset:342873
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:404070
repl_backlog_histlen:1058470

此时查看 6381，其依然为从节点，但是其主节点已变为6380

127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:172.17.0.1
master_port:6380
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:0
master_sync_in_progress:0
slave_read_repl_offset:1480350
slave_repl_offset:1480350
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:2f0e1a4b37532e11dd11f64526f1e6572f765bfe
master_replid2:3d2c88cb06af1e654fd2ca4631f68536ebbdd625
master_repl_offset:1480350
second_repl_offset:342873
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:421582
repl_backlog_histlen:1058769

6379（旧主） ─┐  → 掉线│
Sentinel 投票 → 6380（新主）│┌──┴────────┐↓           ↓6381        6379（原副本）   （变 slave）↑172.17.0.6:6381 也加入从节点6379 又挂了，+sdown slave

哨兵Sentinel的优缺点

✅ 优点（相比主从）：

• 自动故障转移：主节点宕机后，哨兵自动选举一个从节点为新的主节点。
• 高可用支持：支持对主从架构的监控、通知、故障恢复。
• 运维成本低：比纯主从更自动化，降低人为干预。

❌ 弊端：

• 写仍是单点瓶颈：无论主节点自动切换多少次，写能力仍受限于单个主节点。
• 扩展性不足：不能横向扩展写能力，数据量过大时，主节点内存也会成为瓶颈。
• 数据分片不支持：所有节点都保存完整数据副本，浪费内存资源，无法水平扩展。

由以上哨兵模式的缺点，下一节将引入集群模式，敬请期待。