一文读懂Redis的四种模式，单机主从哨兵集群

Posted 2020-12-13 龙跃十二

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了一文读懂Redis的四种模式，单机主从哨兵集群相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

少点代码，多点头发

本文已经被GitHub收录,欢迎大家踊跃star 和 issues。

https://github.com/midou-tech/articles

入职第一周，我被坑了

最近刚入职新公司，本来想着这刚来新公司，一般都是熟悉熟悉公司同事，看看组内工程文档，找几个demo自己练练手。

咳咳咳，万万没想到啊，一切都是我以为的，我还是太嫩了。

入职那天下午，组长给我丢了几个文档，让我看下这个这些工程的缓存系统问题，让我把redis升级为哨兵模式。

接到任务的我，内心是懵逼的。

第一、不知道都是些什么类型的服务在用redis。

第二、不知道以什么姿势在用redis。

第三、如果redis挂了会不会影响用户。

第四、我完全没用过redis。

虽说没干过，但咋也不怂。毕竟要是天天干的都是干过的工作，那就是有问题了，很快就被优化掉了。

看来社招入职和校招还是不一样的，校招进来都会有些入职培训或者新人班课程。

通过这些形式的教育，第一、了解公司的文化、价值观，第二、学习工作流程、感受公司技术氛围。

任务

把我们部门所有使用redis服务升级到哨兵模式。

redis的多种模式

都说了升级到哨兵模式，那之前用的不是哨兵模式，肯定还有其他模式。

单机模式、主从模式、哨兵模式、集群模式

单机模式

这个最简单，一看就懂。

就是安装一个redis，启动起来，业务调用即可。具体安装步骤和启动步骤就不赘述了，网上随便搜一下就有了。

单机在很多场景也是有使用的，例如在一个并非必须保证高可用的情况下。

咳咳咳，其实我们的服务使用的就是redis单机模式，所以来了就让我改为哨兵模式。

说说单机的优缺点吧。

优点：

部署简单，0成本。
成本低，没有备用节点，不需要其他的开支。
高性能，单机不需要同步数据，数据天然一致性。

缺点：

可靠性保证不是很好，单节点有宕机的风险。
单机高性能受限于CPU的处理能力，redis是单线程的。

单机模式选择需要根据自己的业务场景去选择，如果需要很高的性能、可靠性，单机就不太合适了。

主从复制

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。

前者称为主节点(master)，后者称为从节点(slave)；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

主从模式配置很简单，只需要在从节点配置主节点的ip和端口号即可。

slaveof <masterip> <masterport>
# 例如
# slaveof 192.168.1.214 6379

启动主从节点的所有服务，查看日志即可以看到主从节点之间的服务连接。

从上面很容易就想到一个问题，既然主从复制，意味着master和slave的数据都是一样的，有数据冗余问题。

在程序设计上，为了高可用性和高性能，是允许有冗余存在的。这点希望大家在设计系统的时候要考虑进去，不用为公司节省这一点资源。

对于追求极致用户体验的产品，是绝对不允许有宕机存在的。

主从模式在很多系统设计时都会考虑，一个master挂在多个slave节点，当master服务宕机，会选举产生一个新的master节点，从而保证服务的高可用性。

主从模式的优点：

一旦主节点宕机，从节点 作为主节点的备份可以随时顶上来。
扩展 主节点 的 读能力，分担主节点读压力。
高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵模式和集群模式能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基石。

也有相应的缺点，比如我刚提到的数据冗余问题：

一旦 主节点宕机，从节点 晋升成 主节点，同时需要修改 应用方 的 主节点地址，还需要命令所有 从节点 去复制新的主节点，整个过程需要 人工干预。
主节点 的 写能力 受到 单机的限制。
主节点 的 存储能力 受到 单机的限制。

哨兵模式

刚刚提到了，主从模式，当主节点宕机之后，从节点是可以作为主节点顶上来，继续提供服务的。

但是有一个问题，主节点的IP已经变动了，此时应用服务还是拿着原主节点的地址去访问，这...

于是，在Redis 2.8版本开始引入，就有了哨兵这个概念。

在复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。

如图，哨兵节点由两部分组成，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。

访问redis集群的数据都是通过哨兵集群的，哨兵监控整个redis集群。

一旦发现redis集群出现了问题，比如刚刚说的主节点挂了，从节点会顶上来。但是主节点地址变了，这时候应用服务无感知，也不用更改访问地址，因为哨兵才是和应用服务做交互的。

Sentinel 很好的解决了故障转移，在高可用方面又上升了一个台阶，当然Sentinel还有其他功能。

比如 主节点存活检测、主从运行情况检测、主从切换。

Redis的Sentinel最小配置是 一主一从。

说下哨兵模式监控的原理

每个Sentinel以每秒钟一次的频率，向它所有的 主服务器、从服务器 以及其他Sentinel实例发送一个PING 命令。

如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING命令的时间超过 down-after-milliseconds 所指定的值，那么这个实例会被 Sentinel标记为 主观下线。

如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，那么正在监视这个主服务器的所有 Sentinel 节点，要以 每秒一次 的频率确认该主服务器是否的确进入了 主观下线 状态。

如果一个主服务器被标记为主观下线，并且有 足够数量 的 Sentinel（至少要达到配置文件指定的数量）在指定的 时间范围 内同意这一判断，那么这个该主服务器被标记为 客观下线。

在一般情况下，每个 Sentinel 会以每 10秒一次的频率，向它已知的所有主服务器和从服务器发送 INFO 命令。

当一个 主服务器 被 Sentinel标记为 客观下线 时，Sentinel 向下线主服务器的所有从服务器发送 INFO 命令的频率，会从10秒一次改为每秒一次。

Sentinel和其他 Sentinel 协商 主节点 的状态，如果主节点处于 SDOWN`状态，则投票自动选出新的主节点。将剩余的 从节点 指向 新的主节点 进行 数据复制。

当没有足够数量的 Sentinel 同意主服务器下线时，主服务器的 客观下线状态 就会被移除。当 主服务器 重新向 Sentinel的PING命令返回有效回复时，主服务器的 主观下线状态 就会被移除。

哨兵模式的优缺点

? 优点：

哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。
主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。
Sentinel 会不断的检查主服务器和从服务器是否正常运行。当被监控的某个 Redis 服务器出现问题，Sentinel 通过API脚本向管理员或者其他的应用程序发送通知。

? 缺点：

Redis较难支持在线扩容，对于集群，容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

我的任务

我部署的redis服务就如上图所示，三个哨兵节点，三个主从复制节点。

使用java的jedis去访问我的redis服务，下面来一段简单的演示代码(并非工程里面的代码)：

public static void testSentinel() throws Exception {
     //mastername从配置中获取或者环境变量，这里为了演示
         String masterName = "master";
         Set<String> sentinels = new HashSet<>();
     // sentinel的IP一般会从配置文件获取或者环境变量，这里为了演示
         sentinels.add("192.168.200,213:26379");
         sentinels.add("192.168.200.214:26380");
         sentinels.add("192.168.200.215:26381");
 
     //初始化过程做了很多工作
         JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool(masterName, sentinels); 
     //获取到redis的client
         Jedis jedis = pool.getResource();
     //写值到redis
         jedis.set("key1", "value1");
     //读取数据
     jedis.get("key1");
}