redis主從複製的作用中有這麼一句話“主從複製是高可用的基石”，那什麼是高可用呢！高可用就是減少系統不能提供的時間，也就是常聽到的以6個9爲基準。實現高可用必不可少的就是哨兵和集羣。本文主要介紹哨兵機制。
本文主要圍繞如下幾個方面介紹哨兵
- 哨兵介紹
- 哨兵配置
- 哨兵工作原理
本文實現環境
- centos7.3 redis4.0
- redis工作目錄 /usr/local/redis
- 在虛擬機進行模擬操作
Redis哨兵搭建以及工作流程
一、什麼是哨兵
先簡單說幾句我們在配置主從複製時有一種情況就是主節點宕機了，誰來提供服務呢！
當主節點宕機後主從複製就沒有存在的意義了，數據爲王的時代沒有了數據何談什麼高可用。
這個時候就橫空出世了一位老大哥名叫哨兵，老大哥說這個問題我來幫你們處理。
既然主節點master作爲老大不領你們玩了。我就從你們四個中間再挑選出來一位老大，然後你們跟着他玩。
等不帶你們玩的那個老大回來後他的身份就失效了，就不在是你們的老大了。他只能跟着我挑選出來的老大玩。
上邊這段對話過程就是我們配置哨兵的意義到底在哪，跟誰玩就是誰給誰數據，知道了哨兵的作用我們就在繼續。
最後我們用專業術語來解釋一下什麼是哨兵。
哨兵，英文名sentinel,是一個分佈式系統，用於對主從結構中的每一臺服務器進行監控，當主節點出現故障後通過投票機制來挑選新的主節點，並且將所有的從節點連接到新的主節點上。
二、哨兵的作用
上文中我們談到的對話過程就是哨兵的作用之一自動故障轉移。
談到作用肯定就是這個哨兵到底在工作中到底幹了什麼事情。我們先用比較乾巴的概念描述一下，然後在下文的工作原理會一一談到。
哨兵的三個作用監控、通知、自動轉移故障
- 監控
- 監控誰？支持主從結構的工作一個是主節點一個是從節點，那肯定就是監控這倆個了。
- 監控主節點和從節點是否正常運行
- 檢測主節點是否存活，主節點和從節點運行情況
- 通知
- 哨兵檢測的服務器出現問題時，會向其他的哨兵發送通知，哨兵之間就相當於一個微信羣，每個哨兵發現的問題都會發在這個羣裏。
- 自動故障轉移
- 當檢測到主節點宕機後，斷開與宕機主節點連接的所有從節點，在從節點中選取一個作爲主節點，然後將其他的從節點連接到這個最新主節點的上。並且告知客戶端最新的服務器地址。
這裏有一個注意點，哨兵也是一臺redis服務器，只是不對外提供任何服務。
配置哨兵時配置爲單數。那麼爲什麼配置哨兵服務器的數量爲單數呢？帶着這個疑問你會在下文看到你想要的答案。
二、如何配置哨兵
1. 準備工作
這一章我們就開始配置哨兵，前期工作準備。下圖就是咔咔的準備工作。開啓8個客戶端，三個哨兵、一個主節點、倆個從節點、一個主節點客戶端、一個從節點客戶端。
2. sentinel.conf配置解讀
哨兵使用的配置文件是sentinel.conf
我們來對sentinel.conf配置信息進行解讀
但是大多數都是註釋，這裏咔咔給大家提供一個命令來過濾這些無用信息 cat sentinel.conf | grep -v '#' | grep -v '^$'
- port 26379 ：對外服務端口號
- dir /tmp：存儲哨兵的工作信息
- sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2：監控的是誰，名字可以自定義，後邊的2代表的是，如果有倆個哨兵判斷這個主節點掛了那這個主節點就掛了，通常設置爲哨兵個數一半加一。
- sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000：哨兵連接主節點多長時間沒有響應就代表掛了。後邊30000是毫秒，也就是30秒。
- sentinel parallel-syncs mymaster 1：這個配置項是指在故障轉移時，最多有多少個從節點對新的主節點進行同步。這個值越小完成故障轉移的時間就越長，這個值越大就意味着越 多的從節點因爲同步數據而不可用。
- sentinel failover-timeout mymaster 180000：在進行同步的過程中，多長時間完成算有效，系統默認值是3分鐘。
3. 開始配置
使用命令cat sentinel.conf | grep -v '#' | grep -v '^$' > ./data/sentinel-26379.conf把sentinel.conf過濾後的信息移到/usr/local/redis/conf下
然後打開sentinel-26379.conf修改信息存放目錄
然後快速的複製倆個哨兵配置文件，端口爲26380和26381。sed 's/26379/26381/g' sentinel-26379.conf > sentinel-26381.conf
測試主從複製處於正常工作狀態，啓動三臺redis服務器，端口分別爲6379、6380、6381
查看主節點信息，是有倆臺從節點在連接着，端口分別爲6380、6381。
這裏有一個小小的點就是lag怎麼一個是1一個是0呢！lag是延遲時間，我這裏是本地測試所以會出現0的情況，使用雲服務器是很少出現的。lag的值爲0和1都屬於正常。
測試主節點添加一個hash值，hset kaka name kaka
分別從slave1和slave2獲取kaka的值，檢測主從複製是否正常運行。
經過測試我們的主從結構是正常運行的。
啓動一個哨兵redis-sentinel 26379-sentinel.conf
連接26379哨兵，主要是最後一行，監控的主節點名爲mymaster，狀態正常，從節點有倆個，哨兵數量爲1個
在來查看一下26379的哨兵配置信息，這個時候已經改動了
在啓動一個26380的哨兵，redis-sentinel 26380-sentinel.conf,這裏注意一下最後一行多了一條信息，這個id就是我們26379配置文件新增的id
然後我們來到哨兵26379的客戶端，同樣也是新增的26380哨兵的id
這個時候我們在查看一下26379哨兵的配置文件，第一次查看配置文件是沒有配置26380哨兵的，第二次查看時配置了26380哨兵後添加的信息。
最後我們需要把哨兵客戶端3啓動起來，端口號爲26381。啓動起來之後，我們的配置信息和服務端的信息也會改動，添加哨兵26380有的信息，哨兵26381也會有。
直到這裏我們對哨兵的配置就結束了，接下來我們把主節點master給宕掉
等待30秒後我們來到26379哨兵的客戶端，這裏新增了一些信息，那麼這些信息都做了什麼呢！讓我們細細道來。
這裏邊的信息我們先需要知道幾個
- +sdown ：這個信息後是指三個哨兵裏邊有一個認爲主節點宕機了
- +odown：這個信息是指其他倆個哨兵去連接了一下主節點，發現確實是主節點宕機了
- 然後發起了一輪投票，這裏咔咔使用的是redis4.0，版本之間這塊信息有點差異
- +switch-master mymaster 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6380：直到這裏是哨兵發起投票的結果，推選端口爲6380的redis爲主節點
- +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 6380：這裏就把端口爲6381與6379和新的主節點6380做了一個連接
- +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6380：最後一句是端口爲6379的還是沒有上線，於是給踢下線
當我們在重新把6379的redis服務器上線後，就可以看到哨兵服務端響應了倆句。一句是去除6379的下線。最後一句就是重連6379到新的主節點上。
這個時候主節點就是6380了，在6380的redis客戶端設置值，檢測主從複製是否正常工作。
在新的主節點6380添加list類型
在6379和6381獲取這個值，至此呢！我們的哨兵模式就配置完成了。
三、哨兵工作原理
配置完哨兵後，就需要對其工作原理進行解析了，只有知道其工作流程，才能對哨兵有更好的理解。
本文講解原理沒有那麼幹巴！讓你可以把一篇技術文章當故事去看。
進入正題，哨兵作用是監控、通知、故障轉移。那麼工作原理也是圍繞這三點來講的。
1. 監控工作流程
- 哨兵發送info指令，並且保存所有哨兵狀態，主節點和從節點的信息
- 主節點會記錄redis實例的信息，主節點記錄的信息跟哨兵記錄的信息看起來是一樣的，實際上還是有點區別哈。
- 哨兵會根據在主節點拿到的從節點信息，給對應的從節點也發送info指令
- 接着哨兵2來了，同樣的也會改主節點發送info指令，並且建立cmd連接
- 這個時候哨兵2也會保存跟哨兵1一樣的信息，只不過是保存的哨兵信息是2個。
- 這個時候爲了每個哨兵的信息都一致它們之間建立了一個發佈訂閱。爲了哨兵之間的信息長期對稱它們之間也會互發ping命令。
- 當再來一個哨兵3時，也會做同樣的事情，給主節點和從節點發送info。並且跟哨兵1和哨兵2建立連接。
2. 通知工作流程
Sentinel會給主從的所有節點發送命令獲取其狀態，並且會把信息發佈到哨兵的訂閱裏。
3. 故障轉移原理（本文重點）
- 哨兵會一直給主節點發送publish sentinel ：hello，直到哨兵報出sdown，這個詞這會是有不是有點熟悉了。沒錯就是我們上文中把主節點斷開後哨兵服務端報出的信息。哨兵報出主節點sdown後還沒有完，哨兵還會往內網裏發佈消息說明這個主節點掛了。發送的指令是
sentinel is-master-down-by-address-port - 其餘的哨兵接收到指令後，主節點掛了嗎？讓我去看看到底掛沒掛。發送的信息也是hello。其餘的哨兵也會發送他們收到的信息並且發送指令
sentinel is-master-down-by-address-port到自己的內網，確認一下第一個發送sentinel is-master-down-by-address-port的哨兵說你說的對，這個傢伙確實掛了。當所有人都認爲主節點掛了後就會修改其狀態爲odown。當一個哨兵認爲主節點掛了標記的是sdown，當半數哨兵都認爲掛了其標記的狀態是odown。這也就是配置哨兵爲什麼配置單數的原因。 - 對於一個哨兵認爲主節點掛了稱之爲主觀下線，半數哨兵認爲主節點掛了稱之爲客官下線。
- 一旦被認爲主節點客官下線後，哨兵就會進行下一步操作
這時哨兵已經檢測到問題所在了，那麼到底是那個哨兵去負責推選新的主節點呢！不能是張三也去，李四也去，王五也去，這樣就亂套了、於是就需要在所有的哨兵裏選出領頭的，那麼是如何選的呢！請看下圖。
這個時候呢！五個sentinel就在一起開會了，所有的哨兵都在一個內網中，然後他們會做一件事情就是五個sentinel會同時發送指令sentinel is-master-down-by-address-port並且攜帶上自己競選次數和runid。
每個sentinel既是參選者也是投票者，每個sentinel都有一票，信封就代表自己的投票權。
當sentinel1和sentinel4同時把指令發送到羣裏準備競選時，sentinel2這個時候就說我先接到誰的指令就把票投給誰。假如sentinel1發的早，那麼sentinel2的票就會投給sentinel1。
按照這樣的規則一直髮起投票直到有一個sentinel的票數爲總sentinel數量的一半之多。假設說是sentinel1的票數滿足總哨兵數量的一半之多後，sentinel1就會當選。這個時候就進行到了下一個階段。
在上邊哨兵已經選出了sentinel1爲代表去所有的從節點找出一個作爲主節點。這個挑選主節點不是隨便拿一個是有一定的規則的。
先把不在線的幹掉
響應慢的幹掉，sentinel會給所有的redis發送信息，響應速度慢的就會被幹掉
與原主節點斷開時間最久的幹掉，這裏由於演示不夠用了，所有新增了一個slave5，沒有任何意義哈！
以上三個點都判斷結束後還有salve4和slave5，就會根據優先原則來進行篩選。
- 首先會根據優先級，如果優先級一樣在進行其他判斷
- 判斷offset偏移量，判斷數據同步性，假如說slave4的offset爲90 slave5偏移量爲100 那麼哨兵就會認爲slave4的網絡是不是有問題啊！於是就會選slave5爲新的主節點。那如果說是slave4和slave5的offset相同呢！還有最後一個判斷
- 最後一步就是判斷runid了，也就是職場中的論資排輩了，也就說根據runid的創建時間來判斷，時間早的上位。
選出新的主節點後就要對所有的節點發送指令了。
四、總結
關於哨兵的所有知識點就已經說完了，本文最重要的就是哨兵的工作原理了。我們在簡單的梳理一下其工作原理。
-
首先進行監控，並且所有的哨兵同步信息
-
哨兵向訂閱裏邊發佈信息
-
故障轉移
- 哨兵發現主節點下線
- 哨兵開啓投票競選負責人
- 由負責人推選新的主節點
- 新的主節點斷開原主節點，並且其他的從節點連接新的主節點，原主節點上線後作爲從節點連接。
以上就是咔咔對哨兵的理解，如果錯誤可以提出，咔咔及時改正。