Jedis感知Redis Sentinel中的主节点切换

概述

Jedis是Redis官方推荐的Java客户端，更多Redis的客户端可以参考Redis官网客户端列表。Redis-Sentinel作为官方推荐的HA解决方案，Jedis也在客户端角度实现了对Sentinel的支持，主要实现在JedisSentinelPool.java这个类中，下文会分析这个类的实现。

属性

JedisSentinelPool类里有以下的属性：

    //基于apache的commom-pool2的对象池配置
    protected GenericObjectPoolConfig poolConfig;
    
    //超时时间，默认是2000
    protected int timeout = Protocol.DEFAULT_TIMEOUT;
    
    //sentinel的密码
    protected String password;
 
    //redis数据库的数目
    protected int database = Protocol.DEFAULT_DATABASE;
 
    //master监听器，当master的地址发生改变时，会触发这些监听者
    protected Set<MasterListener> masterListeners = new HashSet<MasterListener>();
 
    protected Logger log = Logger.getLogger(getClass().getName());
    
    //Jedis实例创建工厂
    private volatile JedisFactory factory;
    
    //当前的master，HostAndPort是一个简单的包装了ip和port的模型类
    private volatile HostAndPort currentHostMaster;

构造器

构造器的代码如下：

public JedisSentinelPool(String masterName, Set<String> sentinels, final GenericObjectPoolConfig poolConfig, int timeout, final String password, final int database) {
 
        this.poolConfig = poolConfig;
        this.timeout = timeout;
        this.password = password;
        this.database = database;
 
        HostAndPort master = initSentinels(sentinels, masterName);
        initPool(master);
}

构造器一开始对实例变量进行赋值，参数sentinels是客户端所需要打交道的Redis-Sentinel，允许有多个，用一个集合来盛装。

然后通过initSentinels方法与sentinel沟通后，确定当前sentinel所监视的master是哪一个。然后通过master来创建好对象池，以便后续从对象池中取出一个Jedis实例，来对master进行操作。

initSentinels方法

initSentinels方法的代码如下所示，我加了一些注释：

    private HostAndPort initSentinels(Set<String> sentinels, final String masterName) {
 
        HostAndPort master = null;
        boolean sentinelAvailable = false;
 
        log.info("Trying to find master from available Sentinels...");
 
        // 有多个sentinels,遍历这些个sentinels
        for (String sentinel : sentinels) {
            // host:port表示的sentinel地址转化为一个HostAndPort对象。
            final HostAndPort hap = toHostAndPort(Arrays.asList(sentinel.split(":")));
 
            log.fine("Connecting to Sentinel " + hap);
 
            Jedis jedis = null;
            try {
                // 连接到sentinel
                jedis = new Jedis(hap.getHost(), hap.getPort());
 
                // 根据masterName得到master的地址，返回一个list，host= list[0], port =
                // list[1]
                List<String> masterAddr = jedis.sentinelGetMasterAddrByName(masterName);
 
                // connected to sentinel...
                sentinelAvailable = true;
 
                if (masterAddr == null || masterAddr.size() != 2) {
                    log.warning("Can not get master addr, master name: " + masterName
                            + ". Sentinel: " + hap + ".");
                    continue;
                }
 
                master = toHostAndPort(masterAddr);
                log.fine("Found Redis master at " + master);
                // 如果在任何一个sentinel中找到了master，不再遍历sentinels
                break;
            } catch (JedisConnectionException e) {
                log.warning("Cannot connect to sentinel running @ " + hap
                        + ". Trying next one.");
            } finally {
                // 关闭与sentinel的连接
                if (jedis != null) {
                    jedis.close();
                }
            }
        }
 
        // 到这里，如果master为null，则说明有两种情况，一种是所有的sentinels节点都down掉了，一种是master节点没有被存活的sentinels监控到
        if (master == null) {
            if (sentinelAvailable) {
                // can connect to sentinel, but master name seems to not
                // monitored
                throw new JedisException("Can connect to sentinel, but " + masterName
                        + " seems to be not monitored...");
            } else {
                throw new JedisConnectionException(
                        "All sentinels down, cannot determine where is " + masterName
                                + " master is running...");
            }
        }
 
        //如果走到这里，说明找到了master的地址
        log.info("Redis master running at " + master + ", starting Sentinel listeners...");
 
        //启动对每个sentinels的监听
        for (String sentinel : sentinels) {
            final HostAndPort hap = toHostAndPort(Arrays.asList(sentinel.split(":")));
            MasterListener masterListener = new MasterListener(masterName, hap.getHost(),
                    hap.getPort());
            masterListeners.add(masterListener);
            masterListener.start();
        }
 
        return master;
    }

可以看到initSentinels方法的参数有一个masterName，就是我们所需要查找的master的名字。
一开始，遍历多个sentinels，一个一个连接到sentinel，去询问关于masterName的消息，可以看到是通过jedis.sentinelGetMasterAddrByName()方法去连接sentinel，并询问当前的master的地址。点进这个方法去看看，源代码是这样写的：

/**
   * <pre>
   * redis 127.0.0.1:26381> sentinel get-master-addr-by-name mymaster
   * 1) "127.0.0.1"
   * 2) "6379"
   * </pre>
   * @param masterName
   * @return two elements list of strings : host and port.
   */
  public List<String> sentinelGetMasterAddrByName(String masterName) {
    client.sentinel(Protocol.SENTINEL_GET_MASTER_ADDR_BY_NAME, masterName);
    final List<Object> reply = client.getObjectMultiBulkReply();
    return BuilderFactory.STRING_LIST.build(reply);
  }

调用的是与Jedis绑定的client去发送一个"get-master-addr-by-name"命令。

回到initSentinels方法中，如果没有询问到master的地址，那就询问下一个sentinel。如果询问到了master的地址，那么将不再遍历sentinel集合，直接break退出循环遍历。

如果循环结束后，master的值为null,那么有两种可能：

• 一种是所有的sentinel实例都不可用了

• 另外一种是，sentinel实例有可用的，但是没有监控名字为masterName的Redis。

如果master为null，程序会抛出异常，不再往下走了。如果master不为null呢，继续往下走。

可以从代码中看到，为每个sentinel都启动了一个监听者MasterListener。MasterListener本身是一个线程，它会去订阅sentinel上关于master节点地址改变的消息。

接下来先分析构造方法中的另外一个方法：initPool。之后再看MasterListener的实现。

initPool方法

initPool的实现源代码如下所示：

private void initPool(HostAndPort master) {
        if (!master.equals(currentHostMaster)) {
            currentHostMaster = master;
            if (factory == null) {
                factory = new JedisFactory(master.getHost(), master.getPort(), timeout,
                        password, database);
                initPool(poolConfig, factory);
            } else {
                factory.setHostAndPort(currentHostMaster);
                // although we clear the pool, we still have to check the
                // returned object
                // in getResource, this call only clears idle instances, not
                // borrowed instances
                internalPool.clear();
            }
 
            log.info("Created JedisPool to master at " + master);
        }
    }

可以看到，作为参数传进来的master会与实例变量currentHostMaster作比较，看看是否是相同的，为什么要作这个比较呢，因为前文中提到的MasterListener会在发现master地址改变以后，去调用initPool方法。
如果是第一次调用initPool方法(构造函数中调用)，那么会初始化Jedis实例创建工厂，如果不是第一次调用(MasterListener中调用)，那么只对已经初始化的工厂进行重新设置。
从以上也可以看出为什么currentHostMaster和factory这两个变量为什么要声明为volatile，它们会在多线程环境下被访问和修改，因此必须保证可见性。
第一次调用时，会调用initPool(poolConfig, factory)方法。
看看这个方法的源代码：

public void initPool(final GenericObjectPoolConfig poolConfig,
            PooledObjectFactory<T> factory) {
 
        if (this.internalPool != null) {
            try {
                closeInternalPool();
            } catch (Exception e) {
            }
        }
 
        this.internalPool = new GenericObjectPool<T>(factory, poolConfig);
    }

基本上只干了一件事：初始化内部对象池。

MasterListener监听者线程

直接看它的run方法实现吧：

 
 
        public void run() {
 
            running.set(true);
 
            while (running.get()) {
 
                j = new Jedis(host, port);
 
                try {
                    //订阅sentinel上关于master地址改变的消息
                    j.subscribe(new JedisPubSub() {
                        @Override
                        public void onMessage(String channel, String message) {
                            log.fine("Sentinel " + host + ":" + port + " published: "
                                    + message + ".");
 
                            String[] switchMasterMsg = message.split(" ");
 
                            if (switchMasterMsg.length > 3) {
 
                                if (masterName.equals(switchMasterMsg[0])) {
                                    initPool(toHostAndPort(Arrays.asList(
                                            switchMasterMsg[3], switchMasterMsg[4])));
                                } else {
                                    log.fine("Ignoring message on +switch-master for master name "
                                            + switchMasterMsg[0]
                                            + ", our master name is " + masterName);
                                }
 
                            } else {
                                log.severe("Invalid message received on Sentinel " + host
                                        + ":" + port + " on channel +switch-master: "
                                        + message);
                            }
                        }
                    }, "+switch-master");
 
                } catch (JedisConnectionException e) {
 
                    if (running.get()) {
                        log.severe("Lost connection to Sentinel at " + host + ":" + port
                                + ". Sleeping 5000ms and retrying.");
                        try {
                            Thread.sleep(subscribeRetryWaitTimeMillis);
                        } catch (InterruptedException e1) {
                            e1.printStackTrace();
                        }
                    } else {
                        log.fine("Unsubscribing from Sentinel at " + host + ":" + port);
                    }
                }
            }
        }

可以看到它依然委托了Jedis去与sentinel打交道，订阅了关于master地址变换的消息，当master地址变换时，就会再调用一次initPool方法，重新设置对象池相关的设置。

尾声

Jedis的JedisSentinelPool的实现仅仅适用于单个master-slave。
现在有了更多的需求，既需要sentinel提供的自动主备切换机制，又需要客户端能够做数据分片(Sharding)，类似于memcached用一致性哈希进行数据分片。
接下来可能会自己在现有Jedis上实现一个支持一致性哈希分片的ShardedJedisSentinelPool。