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Redis 高可用实战源码解析（Sentinel + Cluster 整合应用）

news 2025/9/16 6:15:14

Redis 高可用实战源码解析（Sentinel + Cluster 整合应用）

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1. 前言

Redis 高可用体系主要包括两个部分：

Redis Sentinel：哨兵机制，监控、自动故障转移。
Redis Cluster：分布式集群，数据分片与自动路由。

在生产环境中，Redis 高可用方案通常结合 复制、持久化、内存优化，保证系统稳定运行。

2. Sentinel 哨兵机制

2.1 哨兵职责

监控：定期向 Master/Slave 发送 PING，检查存活状态
通知：Master 故障时通知其他 Sentinel 和客户端
故障转移：选举新的 Master 并让 Slave 复制到新 Master
配置提供者：客户端可通过 Sentinel 获取 Master 地址

2.2 哨兵源码核心

sentinel.c：核心循环，事件驱动，类似 Redis 主线程
sentinel_monitor.c：管理被监控的 Redis 实例
sentinel_failover.c：故障转移逻辑

核心事件循环

while (!sentinelShutdown) {aeProcessEvents(sentinelEventLoop);sentinelCheckConfig();sentinelCheckFailoverState();
}

故障判定流程

Sentinel 检测 Master 不可达
Sentinel 进入 subjectively down (SDOWN) 状态
多个 Sentinel 交互判断 Master objectively down (ODOWN)
触发 故障转移

故障转移流程

void sentinelFailoverStateWaitStart() {electSlaveAsMaster();promoteSlaveToMaster();reconfigureOtherSlaves();updateClients();
}

3. Redis Cluster 集群机制

3.1 集群特点

数据分片：使用 16384 个 hash slot 分布到节点
自动路由：客户端根据 key hash 自动路由到对应节点
高可用：每个节点有从节点备份

3.2 源码核心

cluster.c：集群状态机、节点管理
cluster.c 中关键结构：

typedef struct clusterNode {char name[40];int flags;int slots[16384/8];  // hash slot bitmapint numslots;struct clusterNode *slaveof;
} clusterNode;typedef struct clusterState {clusterNode *myself;clusterNode **nodes;int state; // ok / fail / handshake
} clusterState;

3.3 节点状态切换

FAIL：节点不可用
PFAIL：节点疑似不可用
HANDSHAKE：节点加入时的握手状态

4. 高可用整合应用

4.1 数据复制 + 持久化

Master 节点通过 RDB/AOF 持久化数据
Slave 节点通过 PSYNC 完成复制
Sentinel 监控 Master 状态，并在 Master 故障时触发 Slave 升级

4.2 内存优化支撑

Jemalloc + LRU/LFU 避免主节点内存溢出
惰性删除和后台释放保证故障转移期间不阻塞主线程

4.3 整个高可用链路

客户端写命令↓
Master 写入内存 + AOF↓
Slave 异步复制↓
Sentinel 监控节点状态↓
Master 故障 → Sentinel 选举新 Master↓
Slave 升级为 Master，更新集群信息↓
客户端通过 Sentinel 获取新 Master 地址

5. 实战案例

假设 Redis 集群如下：

节点	角色	状态
redis-01	Master	正常
redis-02	Slave	正常
redis-03	Slave	正常
sentinel-01	Sentinel	正常
sentinel-02	Sentinel	正常
sentinel-03	Sentinel	正常

5.1 Master 故障

redis-01 宕机
Sentinel-01、02、03 检测 Master 下线
多数 Sentinel 达成共识 → redis-02 被选为新 Master
redis-03 更新复制目标到新 Master

5.2 客户端重连

客户端向 Sentinel 查询 Master 地址
自动路由到 redis-02
数据依旧可用，系统实现 零宕机切换

5.3 集群扩展

新节点加入 Cluster
cluster.c 完成 hash slot rebalancing
客户端自动感知新节点并路由请求

6. 源码调用链梳理

Redis Master 故障 → Sentinel 事件循环(sentinel.c)↓
sentinelCheckFailoverState() → sentinelFailoverStateWaitStart()↓
选举新 Master → promoteSlaveToMaster()↓
reconfigureOtherSlaves() 更新复制关系↓
更新客户端配置 → 客户端通过 Sentinel 获取新 Master