Redis Sentinel安装与部署，实现redis的高可用

前言

　　对于生产环境，高可用是避免不了要面对的问题，无论什么环境、服务，只要用于生产，就需要满足高可用；此文针对的是redis的高可用。

　　接下来会有系列文章，该系列是对spring-session实现分布式集群session的共享的完整阐述，同时也引伸出缓存的实现；而此篇是该系列的第一篇。

　　github地址：https://github.com/youzhibing/redis

环境准备

　　redis版本：redis-3.0.0

　　linux：centos6.7

　　ip：192.168.11.202， 一台服务器上搭建搭建全部redis实例，包括数据节点实例以及哨兵(sentinel)实例

　　客户端jedis，基于spring-boot

redis主从复制

　　搭建一主二从的主从环境

　　1、redis安装

　　　　安装很简单，网上资料很多，redis官网也有说明；主要就是3步：解压，make，make install

　　2、数据节点配置文件

　　　　redis解压后，redis home目录下有redis配置的样例文件，我们不直接在此文件上就行修改，在redis home目录下新建文件夹master_slave，将配置文件都放于此目录下

　　　　master配置文件：redis-6379.conf

port 6379
bind 192.168.11.202
requirepass "myredis"
daemonize yes
logfile "6379.log"
dbfilename "dump-6379.rdb"
dir "/opt/soft/redis/data"

#如若master设置了认证密码，那么所有redis数据节点都配置上masterauth属性
masterauth "myredis"

　　　　slave-1配置文件：redis-6380.conf

port 6380
bind 192.168.11.202
requirepass "myredis"
daemonize yes
logfile "6380.log"
dbfilename "dump-6380.rdb"
dir "/opt/soft/redis/data"

#如若master设置了认证密码，那么所有redis数据节点都配置上masterauth属性
masterauth "myredis"
slaveof 192.168.11.202 6379

　　　　slave-2配置文件：redis-6381.conf

port 6381
bind 192.168.11.202
requirepass "myredis"
daemonize yes
logfile "6381.log"
dbfilename "dump-6381.rdb"
dir "/opt/soft/redis/data"

#如若master设置了认证密码，那么所有redis数据节点都配置上masterauth属性
masterauth "myredis"
slaveof 192.168.11.202 6379

　　3、节点启动

　　　　如下相关路径需要根据自己的情况进行改动，可能和我的不一样

[root@slave1 master_slave]# cd /opt/redis-3.0.0/master_slave/
[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-server redis-6379.conf 
[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-server redis-6380.conf 
[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-server redis-6381.conf

　　　　确认主从关系

[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-cli -h 192.168.11.202 -p 6379 -a myredis info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.11.202,port=6380,state=online,offset=393,lag=0
slave1:ip=192.168.11.202,port=6381,state=online,offset=393,lag=0
master_repl_offset:393
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:2
repl_backlog_histlen:392

　　　　还可以从从节点视角来看：[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-cli -h 192.168.11.202 -p 6380 -a myredis info replication

　　如若进行顺利，按如上配置，一主二从环境搭建完毕

　　4、从节点作用

　　　　主要两个作用：1、作为主节点的一个备份，一旦主节点出现故障，从节点可以作为后备"顶"上来，并且保证数据尽量不丢失（主从复制是最终一致性）；2、从节点可以拓展主节点的能力，一旦主节点不能支撑大并发的读操作，从节点可以在一定程度上帮助主节点分担读压力

　　5、主从复制问题

　　　　1、一旦主节点出现故障，需要手动将一个从节点晋升为主节点，同时需要修改应用方的主节点地址，还需要命令其他从节点去复制新的主节点，整个过程需要人工干预

　　　　2、主节点的写能力受到单机的限制

　　　　3、主节点的存储能力受到单机的限制

redis sentinel部署

　　此片主要讲通过sentinel解决上述问题1，问题2、3则在下篇博客进行说明

　　1、3个sentinel节点的配置文件基本一致，区别的只是端口

　　　　sentinel-26379.conf

port 26379
daemonize yes
logfile "26379.log"
dir "/opt/soft/redis/data"
sentinel monitor mymaster 192.168.11.202 6380 2
#redis数据master节点设置了认证，则需要如下配置
sentinel auth-pass mymaster myredis
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000

　　　　sentinel-26380.conf

port 26380
daemonize yes
logfile "26379.log"
dir "/opt/soft/redis/data"
sentinel monitor mymaster 192.168.11.202 6380 2
#redis数据master节点设置了认证，则需要如下配置
sentinel auth-pass mymaster myredis
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000

　　　　sentinel-26381.conf

port 26381
daemonize yes
logfile "26379.log"
dir "/opt/soft/redis/data"
sentinel monitor mymaster 192.168.11.202 6380 2
#redis数据master节点设置了认证，则需要如下配置
sentinel auth-pass mymaster myredis
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000

　　2、启动sentinel

[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-sentinel sentinel-26379.conf 
[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-sentinel sentinel-26380.conf 
[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-sentinel sentinel-26381.conf

　　3、sentinel确认

[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-cli -h 192.168.11.202 -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.11.202:6379,slaves=2,sentinels=3

　　Redis  Sentinel 最终拓扑结构

　　4、高可用测试

　　　　手动停掉6379实例或者kill掉6379实例

[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-cli -h 192.168.11.202 -p 6379 -a myredis
192.168.11.202:6379> shutdown

　　　　查看26379.log

　　　　master节点已经自动切换到192.168.11.202:6380了，重启6379，6379则是6378的从节点了。

[root@slave1 master_slave]# ./../src/redis-cli -h 192.168.11.202 -p 6380 -a myredis
192.168.11.202:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.11.202,port=6381,state=online,offset=80802,lag=1
slave1:ip=192.168.11.202,port=6379,state=online,offset=80802,lag=1
master_repl_offset:80945
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:2
repl_backlog_histlen:80944　

客户端（Jedis）连接

　　基于spring-boot开发，spring-boot-test测试， 这两者本文不做说明，网上资料很多，不熟悉的自行去补充； 工程结构如下图

　　pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.lee</groupId>
    <artifactId>redis</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>redis</name>
    <url>http://maven.apache.org</url>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.9.RELEASE</version>
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        
        <!-- 日志过滤器 -->
        <dependency>
            <groupId>org.codehaus.janino</groupId>
            <artifactId>janino</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

　　redis-sentinel.properties

redis.masterName=mymaster
redis.sentinels=192.168.11.202:26379,192.168.11.202:26380,192.168.11.202:26381
redis.timeout=10000
#连接master需要用到的密码，如果redis数据节点开启了连接认证
redis.password=myredis

# 连接池
# 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
redis.pool.maxActive=150
# 连接池中的最大空闲连接
redis.pool.maxIdle=10
# 连接池中的最小空闲连接
redis.pool.minIdle=1
# 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1
redis.pool.maxWaitMillis=3000
# 每次释放连接的最大数目
redis.pool.numTestsPerEvictionRun=50
# 释放连接的扫描间隔（毫秒）
redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis=3000
# 连接最小空闲时间（毫秒）
redis.pool.minEvictableIdleTimeMillis=1800000
# 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放（毫秒）
redis.pool.softMinEvictableIdleTimeMillis=10000
# 在获取连接的时候检查有效性, 默认false
redis.pool.testOnBorrow=true
# 在空闲时检查有效性, 默认false
redis.pool.testWhileIdle=true
# 在归还给pool时，是否提前进行validate操作
redis.pool.testOnReturn=true
# 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true
redis.pool.blockWhenExhausted=true

　　RedisConfig.java

package com.lee.redis.config;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;

import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;

@Configuration
@PropertySource("redis/redis-sentinel.properties")
public class RedisConfig {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisConfig.class);
    
    @Value("${redis.masterName}")
    private String masterName;
    @Value("${redis.sentinels}")
    private String sentinels;
    @Value("${redis.timeout}")
    private int timeout;
    @Value("${redis.password}")
    private String password;
    
    @Value("${redis.pool.maxActive}")
    private int maxTotal;

    @Value("${redis.pool.maxIdle}")
    private int maxIdle;

    @Value("${redis.pool.minIdle}")
    private int minIdle;

    @Value("${redis.pool.maxWaitMillis}")
    private long maxWaitMillis;

    @Value("${redis.pool.numTestsPerEvictionRun}")
    private int numTestsPerEvictionRun;

    @Value("${redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis}")
    private long timeBetweenEvictionRunsMillis;

    @Value("${redis.pool.minEvictableIdleTimeMillis}")
    private long minEvictableIdleTimeMillis;

    @Value("${redis.pool.softMinEvictableIdleTimeMillis}")
    private long softMinEvictableIdleTimeMillis;

    @Value("${redis.pool.testOnBorrow}")
    private boolean testOnBorrow;

    @Value("${redis.pool.testWhileIdle}")
    private boolean testWhileIdle;

    @Value("${redis.pool.testOnReturn}")
    private boolean testOnReturn;

    @Value("${redis.pool.blockWhenExhausted}")
    private boolean blockWhenExhausted;
    
    @SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
    @Bean
    public JedisSentinelPool jedisSentinelPool(JedisPoolConfig poolConfig) {
        LOGGER.info("sentinel set : {}", sentinels);
        Set sentinelSet = new HashSet(Arrays.asList(sentinels.split(",")));
        JedisSentinelPool jedisPool = new JedisSentinelPool(masterName, sentinelSet, poolConfig, timeout, password);
        return jedisPool;
    }
    
    @Bean
    public JedisPoolConfig jedisPoolConfig() {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(maxTotal);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(maxIdle);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(minIdle);
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(maxWaitMillis);
        jedisPoolConfig.setNumTestsPerEvictionRun(numTestsPerEvictionRun);
        jedisPoolConfig
                .setTimeBetweenEvictionRunsMillis(timeBetweenEvictionRunsMillis);
        jedisPoolConfig
                .setMinEvictableIdleTimeMillis(minEvictableIdleTimeMillis);
        jedisPoolConfig
                .setSoftMinEvictableIdleTimeMillis(softMinEvictableIdleTimeMillis);
        jedisPoolConfig.setTestOnBorrow(testOnBorrow);
        jedisPoolConfig.setTestWhileIdle(testWhileIdle);
        jedisPoolConfig.setTestOnReturn(testOnReturn);
        jedisPoolConfig.setBlockWhenExhausted(blockWhenExhausted);

        return jedisPoolConfig;
    }
}

　　Application.java

package com.lee.redis;

import org.springframework.boot.Banner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        
        SpringApplication app = new SpringApplication(Application.class);
        app.setBannerMode(Banner.Mode.OFF);            // 是否打印banner
        // app.setApplicationContextClass();        // 指定spring应用上下文启动类
        app.setWebEnvironment(false);
        app.run(args);
    }
}

　　RedisTest.java

package com.lee.redis;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class RedisTest {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisTest.class);
    
    @Autowired
    private JedisSentinelPool sentinelPool;
    
    @Test
    public void getNameTest() {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = sentinelPool.getResource();
            String name = jedis.get("name");
            System.out.println("name is " + name);
        } catch(Exception e) {
            LOGGER.error(e.getMessage(), e);
        } finally {
            if (jedis != null) {
                jedis.close();
            }
        }
        
    }
    
}

　　更多详情请上我的github

　　运行RedisTest.java的getNameTest方法（name属性已经在redis中设置，没设置的需要提前设置），得到结果：

注意点

　　1、有人可能会有这样的疑问：为什么通过sentinel来获取redis的连接，而不是直接连接master来获取redis连接呢？

　　　　试想一下，客户端直接通过master节点获取redis连接，如果master节点挂掉了，虽然Redis Sentinel可以完成故障转移，但是客户端无法获取这个变化，那么客户端就无法获取redis连接了；

　　　　最了解master节点信息的就是Sentinel节点集合，所以通过sentinel来获取redis连接就能满足高可用的要求了。

　　2、redis master的故障转移不影响客户端连接代码， 但是转移期间内，通过sentinel是获取不到主节点的连接的， 因为转移期间内master节点还没被选举出来；

参考

　　《Redis开发与运维》

　　Redis 的 Sentinel 文档