Redis哨兵模式高可用的示例分析

一、序言

redis高可用有两种模式：哨兵模式和集群模式，本文基于哨兵模式搭建一主两从三哨兵redis高可用服务。

1、目标与收获

一主两从三哨兵Redis服务，基本能够满足中小型项目的高可用要求，使用Supervisor监控并管理Redis实例。通过本文将完成如下目标：

• 哨兵模式服务规划与搭建

哨兵模式服务相比于单机版服务更加可靠，适合读写分离、数据量不是很大、要求可靠稳定性的场景。

• 客户端整合与读写分离

通过Spring框架对哨兵模式进行连接，完成生产环境的常见操作。

2、端口规划

端口规划是完成本方案的第一步。

二、单机模拟

单机模拟是在一台物理机或虚拟机上模拟操作，以尽可能还原本方案中间过程，通常用于学习或开发阶段。

为了简化操作，Redis服务做如下约定：数据不持久化到磁盘；服务实例以前台进程方式运行；节点的配置文件以默认配置文件为模版；无密码验证。

（一）服务规划

1、Redis实例

服务在第一次启动时明确知道第几个节点是master节点，当服务在长期运行并发生主从切换时，无法显示知道第几个节点是master节点，需要通过命令行间接查询。

节点	主机	端口	角色	额外配置
node01	127.0.0.1	6380	第一次启动时作为master服务
node02	127.0.0.1	6381	第一次启动时作为slave服务	replicaof 127.0.0.1 6380
node03	127.0.0.1	6382	第一次启动时作为slave服务	replicaof 127.0.0.1 6380

额外配置指第一次启动Redis服务实例时，节点配置文件中新增配置。

2、哨兵服务

哨兵服务节点之间没有主从的区别，所有节点处于平等地位。当主服务出现异常时，哨兵服务会触发投票策略，从Redis实例的从节点中选择候选人作为新的主服务。

节点	主机	端口	额外配置
node01	127.0.0.1	26380	sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2
node02	127.0.0.1	26381	sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2
node03	127.0.0.1	26382	sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2

（二）服务配置

1、Redis实例

节点的初始配置文件以默认配置文件为模版。

node01、node02初始化配置文件之后，显示指明节点间的主从关系，增加如下配置：

replicaof 127.0.0.1 6380

2、哨兵服务

节点的初始配置文件以默认配置文件为模版。

node01、node02、node03初始化配置文件后，增加如下配置：

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6381 2

（三）服务管理

测试或者学习时，建议采用前台进程管理服务，便于模拟单点故障、查看日志观察主从切换。

生产条件下建议使用Supervisor管理服务，不仅易于管理而且能够实现服务异常终止后自动重启。高可用场景下使用的是三台物理机。

1、Redis实例

/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis80.conf --port 6380 --save '' --daemonize no 
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis81.conf --port 6381 --save '' --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/ms/redis82.conf --port 6382 --save '' --daemonize no

2、哨兵服务

/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel280.conf --port 26380 --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel281.conf --port 26381 --daemonize no
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/conf/ms/sentinel282.conf --port 26382 --daemonize no

三、客户端整合

客户端实现是指基于SpringBoot的整合分为两步实现：一是完成作为基础的整合；二是结合生产需要补充新特性。

（一）基础整合

基础整合的内容是以Java客户端连接高可用哨兵模式Redis服务，实现单节点故障服务正常运行的要求。

1、全局配置文件

全局配置文件添加的配置信息有：master参数为哨兵服务名，此处为默认值；nodes参数为哨兵服务列表（不是Redis实例服务列表）；database参数为数据库。

spring:
  redis:
    database: 0
    sentinel:
      nodes: 192.168.181.171:26380,192.168.181.171:26381,192.168.181.171:26382
      master: mymaster

2、集成配置

集成进SpringBoot体系，最核心的是创建LettuceConnectionFactory连接工厂，通过Redis连接工厂，能够顺利继承进Spring体系下其他框架。

@Configuration
public class RedisSentinelConfig {
    @Autowired
    private RedisProperties redisProperties;
    
    @Bean
    public RedisConnectionFactory lettuceConnectionFactory() {
        RedisProperties.Sentinel sentinel = redisProperties.getSentinel();
        HashSet<String> nodes = new HashSet<>(sentinel.getNodes());
        String master = sentinel.getMaster();
        RedisSentinelConfiguration config = new RedisSentinelConfiguration(master, nodes);
        config.setDatabase(redisProperties.getDatabase());
        return new LettuceConnectionFactory(config);
    }
}

（二）读写分离

基础整合仅仅是实现了高可用Redis服务的流程，生产环境下仍需要增加其他配置：修改自定义连接数据库序号；授权连接；连接池配置；读写分离。

在高可用前提下，衍生出读写分离的特性，主库完成写请求；从库完成读请求（从库不允许写）。

@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer lettuceClientCustomizer() {
    // 配置读写分离
    return builder -> builder.readFrom(ReadFrom.REPLICA);
}