Redis Sentinel：高可用架构的守护者

🛡️ Redis Sentinel：高可用架构的守护者

🧠 一、Sentinel 架构概览

💡 为什么需要 Sentinel？
Redis Sentinel 是 Redis 的​​高可用性解决方案​​，解决了主从复制架构中的关键问题：

1. ​​自动故障检测​​：无需人工干预的主节点监控
2. ​​自动故障转移​​：主节点故障时自动切换到从节点
3. ​配置管理​​：自动更新客户端的主节点配置
4. ​​通知系统​​：实时发送系统状态告警

📊 Sentinel 架构模型

Sentinel 核心功能​​：

• 👁️ ​​监控​​：持续检查主从节点健康状态
• 🔔 ​​通知​​：通过API或脚本发送系统事件
• 🔄 ​​自动故障转移​​：主节点故障时自动提升从节点
• 📋 ​​配置提供​​：向客户端提供当前主节点信息

📋 Sentinel vs 手动主从切换

⚡ 二、故障转移深度解析

💡 故障检测机制

Sentinel 使用​​心跳检测​​和​​共识算法​​来判定节点状态：

状态判定流程​​：

1. 主观下线（SDOWN）​​：单个 Sentinel 认为节点不可用
2. ​​客观下线（ODOWN）​​：多数 Sentinel 达成共识认为节点不可用

🚨 故障转移流程

Leader 选举机制​​：

• 采用 Raft 算法变种
• 需要多数 Sentinel 节点同意
• 最先检测到故障的 Sentinel 优先成为 Leader

⚙️ 故障转移详细步骤

​​1. 故障检测阶段​​：

# Sentinel 发送PING命令
PING master-name

# 判定超时（默认30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

​​2. 选举阶段​​：

# Sentinel 请求投票
SENTINEL is-master-down-by-addr <ip> <port> <epoch> <runid>

# 投票响应
<vote_epoch> <leader_runid> <leader_epoch>

​​3. 故障转移阶段​​：

# 提升从节点为主节点
SLAVEOF NO ONE

# 重新配置其他从节点
SLAVEOF <new-master-ip> <new-master-port>

# 更新配置纪元
CONFIG REWRITE

​​4. 恢复阶段​​：

# 旧主节点恢复后变为从节点
SLAVEOF <new-master-ip> <new-master-port>

🔧 三、实战配置指南

⚙️ Sentinel 基础配置

​​sentinel.conf 配置文件​​：

# 监控主节点（mymaster为自定义名称）
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

# 主观下线时间（毫秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

# 故障转移超时时间
sentinel failover-timeout mymaster 180000

# 并行同步数
sentinel parallel-syncs mymaster 1

# 密码认证（如主节点有密码）
sentinel auth-pass mymaster your_strong_password

# 日志文件
logfile "/var/log/redis/sentinel.log"

# 守护进程模式
daemonize yes

# 保护模式
protected-mode no

🚀 部署实战步骤

​​1. 环境准备​​（3台服务器）：

# 服务器规划：
# 节点1: Redis Master + Sentinel
# 节点2: Redis Slave + Sentinel  
# 节点3: Redis Slave + Sentinel

​​2. 配置 Redis 主从​​：

# 主节点redis.conf
requirepass master_password
masterauth master_password

# 从节点redis.conf
slaveof 192.168.1.100 6379
masterauth master_password
requirepass slave_password

​​3. 启动 Sentinel​​：

# 启动Sentinel进程
redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

# 或者使用Redis服务器模式
redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

​​4. 验证部署​​：

# 查看Sentinel信息
redis-cli -p 26379 info sentinel

# 输出示例：
# sentinel_masters:1
# sentinel_tilt:0
# sentinel_running_scripts:0
# sentinel_scripts_queue_length:0
# sentinel_simulate_failure_flags:0
# master0:name=mymaster,status=ok,address=127.0.0.1:6379,slaves=2,sentinels=3

📊 客户端集成

​​Java 客户端示例​​：

public class SentinelAwareClient {
    private JedisSentinelPool sentinelPool;
    
    public void init() {
        Set<String> sentinels = new HashSet<>();
        sentinels.add("192.168.1.100:26379");
        sentinels.add("192.168.1.101:26379");
        sentinels.add("192.168.1.102:26379");
        
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        poolConfig.setMaxTotal(100);
        
        sentinelPool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels, poolConfig);
    }
    
    public String get(String key) {
        try (Jedis jedis = sentinelPool.getResource()) {
            return jedis.get(key);
        }
    }
}

​​Spring Boot 配置​​：

# application.yml
spring:
  redis:
    sentinel:
      master: mymaster
      nodes:
        - 192.168.1.100:26379
        - 192.168.1.101:26379
        - 192.168.1.102:26379
    password: your_redis_password

🚨 四、常见问题与优化

⚠️ 脑裂问题与解决方案

​​脑裂（Split-Brain）场景​​：

​​防脑裂配置​​：

# 最小从节点数
min-slaves-to-write 1

# 最大延迟时间
min-slaves-max-lag 10

# 旧主节点恢复后变为从节点
sentinel auth-pass mymaster your_password

⏱️ 故障转移耗时优化

​​转移阶段耗时分析​​：

优化配置示例​​：

# 网络优化
sentinel down-after-milliseconds mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 2

# 超时优化
sentinel failover-timeout mymaster 60000

# 选举优化
sentinel election-timeout mymaster 10000

🔍 监控与告警配置

​​关键监控指标​​：

# 监控Sentinel状态
redis-cli -p 26379 info sentinel

# 监控主节点切换
redis-cli -p 26379 sentinel master mymaster

# 监控从节点状态
redis-cli -p 26379 sentinel slaves mymaster

​​告警脚本配置​​：

# sentinel.conf 告警配置
sentinel notification-script mymaster /path/to/notification.sh
sentinel client-reconfig-script mymaster /path/to/reconfig.sh

​​告警脚本示例​​：

#!/bin/bash
# notification.sh
EVENT_TYPE=$1
EVENT_DESCRIPTION=$2

case $EVENT_TYPE in
    +sdown)
        echo "主观下线: $EVENT_DESCRIPTION" | mail -s "Redis警报" admin@example.com
        ;;
    +odown)
        echo "客观下线: $EVENT_DESCRIPTION" | mail -s "Redis紧急警报" admin@example.com
        ;;
    +switch-master)
        echo "主节点切换: $EVENT_DESCRIPTION" | mail -s "Redis主节点切换" admin@example.com
        ;;
esac

💡 五、总结与最佳实践

📊 Sentinel vs Cluster 对比

🎯 架构选型指南

🔧 生产环境最佳实践

​​1. 部署规范​​：

• ✅ ​​Sentinel 节点数​​：至少3个且为奇数
• ✅ ​​节点分布​​：跨机架/可用区部署
• ✅ ​​网络配置​​：低延迟内部网络
• ✅ ​​监控告警​​：全覆盖监控体系

​​2. 配置优化​​：

# 生产环境推荐配置
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 10000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
sentinel parallel-syncs mymaster 2
sentinel auth-pass mymaster your_strong_password
protected-mode yes
daemonize yes
logfile "/var/log/redis/sentinel.log"

​​3. 客户端实践​​：

// 客户端重试策略
public class RedisClient {
    private JedisSentinelPool pool;
    
    public String getWithRetry(String key, int maxRetries) {
        for (int i = 0; i < maxRetries; i++) {
            try {
                return pool.getResource().get(key);
            } catch (Exception e) {
                if (i == maxRetries - 1) throw e;
                waitForRetry(i);
            }
        }
        return null;
    }
    
    private void waitForRetry(int attempt) {
        try {
            Thread.sleep(Math.min(1000 * (attempt + 1), 5000));
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

📈 容量规划建议

​​集群规模规划​​：

🚀 故障演练方案

​​定期演练项目​​：

1. 主节点重启​​：验证自动故障转移
2. 网络分区​​：模拟脑裂场景处理
3. Sentinel故障​​：测试共识机制
4. 从节点晋升​​：验证数据一致性
5. 客户端重连​​：测试客户端恢复能力

​​演练脚本示例​​：

#!/bin/bash
# 模拟主节点故障
echo "模拟主节点故障..."
redis-cli -h redis-master debug segfault

echo "等待故障转移..."
sleep 30

# 验证新主节点
NEW_MASTER=$(redis-cli -p 26379 sentinel get-master-addr-by-name mymaster)
echo "新主节点: $NEW_MASTER"

# 验证数据一致性
echo "数据一致性检查..."
redis-cli -h $NEW_MASTER info replication