目錄

寫在前面

一、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器高可用

二、 Sentinel （哨兵）是啥？

三、部署 Sentinel過程?

1、初始化服務(wù)器

2、將普通的Redis服務(wù)器使用的代碼替換成sentinel專用代碼

3、初始化sentinel狀態(tài)

4、創(chuàng)建連向主服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接

5、哨兵監(jiān)控實(shí)現(xiàn)原理

四、分布式數(shù)據(jù)庫高并發(fā)

五、Redis集群是如何實(shí)現(xiàn)的？

1、【槽指派】

2、【重新分片】

3、【MOVED錯(cuò)誤】

4、【ASK錯(cuò)誤】

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寫在前面

最近博主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫方面的知識(shí)，也算是小白入門，大家伙來一起學(xué)習(xí)交流，我邊看書邊記錄總結(jié)，馬上又開啟新的一周，趕緊把過去一周零散學(xué)習(xí)的知識(shí)記錄下來，以作備忘。

或許你了解高級(jí)開發(fā)運(yùn)維知識(shí)，對(duì)高可用、高并發(fā)、分布式略知一二，或許你跟我一樣剛剛?cè)腴T，那就看完本篇，應(yīng)該有所收獲，其實(shí)這篇總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)不難，是最基礎(chǔ)的Redis多機(jī)數(shù)據(jù)庫下的哨兵架構(gòu)和集群架構(gòu)。可能單純的文字描述閱讀起來有點(diǎn)枯燥，但內(nèi)容算是干貨總結(jié)，值得閱讀，最后一鍵三連更好哈 ：）

有趣的內(nèi)容大家可以看看我的博客，例如這篇：我之前做的這個(gè)《口罩預(yù)約管理系統(tǒng)——數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（前端+PHP+MySQL）》（有興趣可以瞧瞧，完整項(xiàng)目源碼和教程已上傳CSDN）。

還有《Socket網(wǎng)絡(luò)編程專欄》：https://blog.csdn.net/charzous/category_10465473.html? 里面有好玩的小程序（模擬QQ郵箱、實(shí)時(shí)聊天小程序、C/S架構(gòu)的通信等）。

一、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器高可用

高可用性（High Availability）是系統(tǒng)開發(fā)中是經(jīng)常提到的一個(gè)名詞，現(xiàn)在來看看它具體指的是什么，顧名思義，就是保證某種事物可用性很高，不容易出現(xiàn)問題，對(duì)于服務(wù)器來講，那它指的就是來描述一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過專門的設(shè)計(jì)，從而增加正常運(yùn)行時(shí)間，減少故障或者宕機(jī)停工時(shí)間，而保持其服務(wù)的高度可用性。

二、 Sentinel （哨兵）是啥？

出現(xiàn)的問題是：Redis主從復(fù)制模式下，當(dāng)主服務(wù)器由于故障不能提供服務(wù)，需要人工將從節(jié)點(diǎn)晉升為主節(jié)點(diǎn)，同時(shí)需要更新應(yīng)用方的主節(jié)點(diǎn)地址。這種故障處理方法明顯是低效且繁瑣的。

由此，Redis服務(wù)器為了保證高可用性，Sentinel（哨兵）架構(gòu)誕生了！

sentinel架構(gòu)就是Redis高可用的解決方案。（圖片來源：Redis開發(fā)與運(yùn)維）

• 它是由一個(gè)或多個(gè)sentinel實(shí)例組成的sentinel系統(tǒng)，可以監(jiān)視任意多個(gè)主服務(wù)器，以及其下從服務(wù)器。
• 在被監(jiān)視的主服務(wù)器進(jìn)入下線狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)將下屬的某個(gè)服務(wù)器升級(jí)為新的主服務(wù)器，代替下線的主服務(wù)器繼續(xù)處理命令請(qǐng)求。

三、部署 Sentinel過程?

sentinel系統(tǒng)的部署大概有下面幾個(gè)步驟：啟動(dòng)和初始化sentinel命令：

redis-sentinel sentinel.conf?

sentinel架構(gòu)部署如圖：?

1、初始化服務(wù)器

Sentinel 執(zhí)行的工作和普通 Redis 服務(wù)器執(zhí)行的工作不同， 所以 Sentinel 的初始化過程和普通 Redis 服務(wù)器的初始化過程并不完全相同。

比如說， 普通服務(wù)器在初始化時(shí)會(huì)通過載入 RDB 文件或者 AOF 文件來還原數(shù)據(jù)庫狀態(tài)， 但是Sentinel 并不使用數(shù)據(jù)庫， 所以初始化 Sentinel 時(shí)就不會(huì)載入 RDB 文件或者 AOF 文件。

2、將普通的Redis服務(wù)器使用的代碼替換成sentinel專用代碼

使用REDIS_SENTINEL_PORT端口26379。命令列表包括：ping、sentinel、subscribe、unsubscribe、psubscribe、punsubscribe、info。

Sentinel 則使用 sentinel.c/sentinelcmds 作為服務(wù)器的命令表，具體如下：

struct redisCommand sentinelcmds[] = {{"ping",pingCommand,1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"sentinel",sentinelCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"subscribe",subscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"unsubscribe",unsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"psubscribe",psubscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"punsubscribe",punsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"info",sentinelInfoCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0} };

3、初始化sentinel狀態(tài)

其中，master屬性記錄了所有被監(jiān)視的主服務(wù)器的相關(guān)信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是字典。

• 字典的鍵是被監(jiān)視主服務(wù)器的名字。
• 而字典的值是被監(jiān)視主服務(wù)器對(duì)應(yīng)的?sentinel.c/sentinelRedisInstance?結(jié)構(gòu)。

4、創(chuàng)建連向主服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接

一個(gè)是命令連接，專門用于向主服務(wù)器發(fā)送的命令，并接受命令回復(fù)。
一個(gè)是訂閱連接，專用用于訂閱主服務(wù)器的__sentinel__:hello頻道，保證頻道信息不丟失。

為什么有訂閱連接？

在 Redis 目前的發(fā)布與訂閱功能中， 被發(fā)送的信息都不會(huì)保存在 Redis 服務(wù)器里面， 如果在信息發(fā)送時(shí)， 想要接收信息的客戶端不在線或者斷線， 那么這個(gè)客戶端就會(huì)丟失這條信息。

因此， 為了不丟失?__sentinel__:hello?頻道的任何信息， Sentinel 必須專門用一個(gè)訂閱連接來接收該頻道的信息。

因?yàn)?Sentinel 需要與多個(gè)實(shí)例創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接， 所以 Sentinel 使用的是異步連接。

5、哨兵監(jiān)控實(shí)現(xiàn)原理

?Redis Sentinel通過三個(gè)定時(shí)監(jiān)控任務(wù)完成對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控，是判定節(jié)點(diǎn)不可達(dá)的重要保證。

任務(wù)1：每隔10秒，每個(gè)Sentinel節(jié)點(diǎn)會(huì)向主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)發(fā)送info命令獲取最新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖所示。

任務(wù)2：每隔2秒，定時(shí)任務(wù)可以完成以下兩個(gè)工作：

• 發(fā)現(xiàn)新的Sentinel節(jié)點(diǎn)：通過訂閱主節(jié)點(diǎn)的__sentinel__：hello了解其他的Sentinel節(jié)點(diǎn)信息，如果是新加入的Sentinel節(jié)點(diǎn)，將該Sentinel節(jié)點(diǎn)信息保存起來，并與該Sentinel節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建連接。
• Sentinel節(jié)點(diǎn)之間交換主節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，作為后面客觀下線以及領(lǐng)導(dǎo)者選舉的依據(jù)。

任務(wù)3：每隔1秒，每個(gè)Sentinel節(jié)點(diǎn)會(huì)向主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)、其余Sentinel節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條ping命令做一次心跳檢測(cè)，來確認(rèn)這些節(jié)點(diǎn)當(dāng)前是否可達(dá)。

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四、分布式數(shù)據(jù)庫高并發(fā)

高并發(fā)（High Concurrency）是分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮的因素之一，它通常是指，通過設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)能夠同時(shí)并行處理很多請(qǐng)求。

高并發(fā)相關(guān)常用的一些指標(biāo)有響應(yīng)時(shí)間，吞吐量，每秒查詢率QPS（Query Per Second），并發(fā)用戶數(shù)等。

五、Redis集群是如何實(shí)現(xiàn)的？

Redis集群就是提供的分布式數(shù)據(jù)庫方案。集群通過分片來進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，并提供復(fù)制和故障轉(zhuǎn)移的功能。

Redis的一個(gè)集群由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，一個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)運(yùn)行在集群模式下的Redis服務(wù)器，配置選項(xiàng)cluster-enabled決定是否開啟集群模式。

集群的建立通過向一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送cluster meet <ip> <port>命令，握手成功則添加到node節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在的集群。

Redis集群的知識(shí)非常豐富，這里簡(jiǎn)單介紹其中的幾個(gè)重要的點(diǎn)。

1、【槽指派】

Redis集群通過分片的方式來保存數(shù)據(jù)庫中的鍵值對(duì)。集群的整個(gè)數(shù)據(jù)庫被分為16384個(gè)槽slot，數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)鍵都屬于這些槽中的一個(gè)，集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以處理0個(gè)或16384個(gè)槽。

2、【重新分片】

可以將任意數(shù)量的已經(jīng)指派給某個(gè)節(jié)點(diǎn)的槽改為指派給另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且相關(guān)槽所屬的鍵值對(duì)也會(huì)移動(dòng)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

3、【MOVED錯(cuò)誤】

當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)鍵所在的槽并非由自己處理時(shí)候，節(jié)點(diǎn)就會(huì)向客戶端返回一個(gè)MOVED錯(cuò)誤，指引客戶端轉(zhuǎn)向正在負(fù)責(zé)槽的節(jié)點(diǎn)。

集群模式下的客戶端并不會(huì)打印出MOVED錯(cuò)誤，而是自動(dòng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向，打印轉(zhuǎn)向信息，單機(jī)模式下就會(huì)打印出錯(cuò)誤信息。

4、【ASK錯(cuò)誤】

在重新分片期間，可能出現(xiàn)部分分片存在于不同節(jié)點(diǎn)的情況，客戶端向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送鍵值對(duì)請(qǐng)求命令，出現(xiàn)ASK錯(cuò)誤。同樣的，集群模式下ASK錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

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可能單純的文字描述閱讀起來有點(diǎn)枯燥，但內(nèi)容算是干貨總結(jié)，值得閱讀，最后一鍵三連更好哈 ：）

有趣的內(nèi)容大家可以看看我的博客，例如這篇：我之前做的這個(gè)《口罩預(yù)約管理系統(tǒng)——數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（前端+PHP+MySQL）》（有興趣可以瞧瞧，完整項(xiàng)目源碼和教程已上傳CSDN）。

還有《Socket網(wǎng)絡(luò)編程專欄》：https://blog.csdn.net/charzous/category_10465473.html? 里面有好玩的小程序（模擬QQ郵箱、實(shí)時(shí)聊天小程序、C/S架構(gòu)的通信等）。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的高级开发运维从简单学：Redis哨兵和集群小贴士的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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