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Redis系列(四)-低成本高可用方案设计
2017-07-15 11:23:09       个评论    来源:秋夜无霜  
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关于Redis高可用方案,看到较多的是keepalived、zookeeper方案。 keepalived是主备模式,意味着总有一台浪费着。zookeeper工作量成本偏高。 本文主要介绍下使用官方sentinel做redis高可用方案的设计。

阅读目录:

  1. Redis Sentinel
  2. 故障转移消息接收的3种方式
  3. 整体流程图
  4. 总结

    Redis Sentinel

    Sentinel介绍

    Sentinel是Redis官方为集群提供的高可用解决方案。 在实际项目中可以使用sentinel去做redis自动故障转移,减少人工介入的工作量。另外sentinel也给客户端提供了监控消息的通知,这样客户端就可根据消息类型去判断服务器的状态,去做对应的适配操作。

    下面是Sentinel主要功能列表:

    • Monitoring:Sentinel持续检查集群中的master、slave状态,判断是否存活。
    • Notification:在发现某个redis实例死的情况下,Sentinel能通过API通知系统管理员或其他程序脚本。
    • Automatic failover:如果一个master挂掉后,sentinel立马启动故障转移,把某个slave提升为master。其他的slave重新配置指向新master。
    • Configuration provider:对于客户端来说sentinel通知是有效可信赖的。客户端会连接sentinel去请求当前master的地址,一旦发生故障sentinel会提供新地址给客户端。

      Sentinel配置

      Sentinel本质上只是一个运行在特殊模式下的redis服务器,通过不同配置来区分提供服务。 sentinel.conf配置:

      // [监控名称] [ip] [port] [多少sentinel同意才发生故障转移]
      sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
      // [监控名称] [Master多少毫秒后不回应ping命令,就认为master是主观下线状态]
      sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
      // [故障转移超时时间]
      sentinel failover-timeout mymaster 180000
      //[在执行故障转移时,最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步]
      sentinel parallel-syncs mymaster 1

      sentinel需要使用redis2.8版本以上,启动如下:

      redis-sentinel sentinel.conf

      启动后Sentinel会:

      • 以10秒一次的频率,向被监视的master发送info命令,根据回复获取master当前信息。
      • 以1秒一次的频率,向所有redis服务器、包含sentinel在内发送PING命令,通过回复判断服务器是否在线。
      • 以2秒一次的频率,通过向所有被监视的master,slave服务器发送包含当前sentinel,master信息的消息。

        另外建议sentinel至少起3个实例以上,并配置2个实例同意即可发生转移。 5个实例,配置3个实例同意以此类推。

        故障转移消息接收的3种方式

        Redis服务器一旦发送故障后,sentinel通过raft算法投票选举新master。 故障转移过程可以通过sentinel的API获取/订阅接收事件消息。

        脚本接收

        //当故障转移期间,可以指定一个“通知”脚本用来告知系统管理员,当前集群的情况。
        //脚本被允许执行的最大时间为60秒,如果超时,脚本将会被终止(KILL)

        sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh 

        //故障转移期之后,配置通知客户端的脚本.

        sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/notifyReconfig.sh 

        客户端直接接收

        Sentinel的故障转移消息通知使用的是redis发布订阅(详解Redis发布订阅及客户端编程)。就是说在故障转移期间所有产生的事件信息,都通过频道(channel)发布出去。比如我们加台slave服务器,sentinel监听到后会发布加slave的消息到"+slave"频道上,客户端只需要订阅"+slave"频道即可接收到对应消息。

        其消息格式如下:
        [实例类型] [事件服务器名称] [服务器ip] [服务器端口] @[master名称] [ip] [端口]

            @   

        通知消息格式示例:

        *          //订阅类型, *即订阅所有事件消息。
        -sdown     //消息类型
        slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6381

        订阅消息示例:

                using (RedisSentinel rs = new RedisSentinel(CurrentNode.Host, CurrentNode.Port))
                    {
                        var redisPubSub = new RedisPubSub(node.Host, node.Port);
                        redisPubSub.OnMessage += OnMessage;
                        redisPubSub.OnSuccess += (msg) =>{};
                        redisPubSub.OnUnSubscribe += (obj) =>{};
                        redisPubSub.OnError = (exception) =>{ };
                        redisPubSub.PSubscribe("*");
                    }

        服务间接接收

        这种方式在第二种基础上扩展了一层,即应用端不直接订阅sentinel。 单独做服务去干这件事情,然后应用端提供API供这个服务回调通知。 这样做的好处在于:

        • 减少应用端监听失败出错的可能性。
        • 应用端由主动方变成被动方,降低耦合。
        • 性能提高,轮询变回调。
        • 独立成服务可扩展性更高。

          比如:

          1:以后换掉sentinel,我们只需要动服务即可,应用端无需更改。

          2:可以在服务内多增加一层守护线程去主动拉取redis状态,这样可确保即使sentinel不生效,也能及时察觉redis状态,并通知到应用端。 当然这种情况很极端,因为sentinel配的也是多节点,同时挂的几率非常小。
          示例:
          应用端提供回调API,在这个API逻辑下去刷新内存中的Redis连接。

          http://127.0.0.1/redis/notify.api

          独立服务监控到状况后,调用API通知应用端:

           httprequest.post("http://127.0.0/redis/notify.api");

          整体设计

          推荐使用第三种,其整体流程图如下:

          \

          总结

          各种sentinel通知消息类型见官方文档,项目中使用的redis客户端在github上[HRedis]。本文分享了楼主在项目中做Redis高可用的经验,希望对大家有所帮助。 在人力物力满足的情况下还是推荐使用zookeeper方案的。 只有三五杆枪的情况下也就退而求其次,利用最小成本满足需求并保留可扩展性。

          相信没有最好的架构,只有更合适的架构。

          [1] Redis Sentinel Documentation

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