本地连接redis_redis入门

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全系列IDE使用 1年只要46元 售后保障 童叟无欺

通过前面的学习，相信读者对Redis Sentinel有了一定的了解，本节将介
绍应用方如何正确地连接Redis Sentinel。有人会说这有什么难的，已经知道
了主节点的ip地址和端口，用对应编程语言的客户端连接主节点不就可以了
吗？但试想一下，如果这样使用客户端，客户端连接Redis Sentinel和主从复
制的Redis又有什么区别呢，如果主节点挂掉了，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，那么使用Redis Sentinel的意义
就不大了，所以各个语言的客户端需要对Redis Sentinel进行显式的支持。

9.4.1　Redis Sentinel的客户端
Sentinel节点集合具备了监控、通知、自动故障转移、配置提供者若干
功能，也就是说实际上最了解主节点信息的就是Sentinel节点集合，而各个
主节点可以通过<master-name>进行标识的，所以，无论是哪种编程语言的
客户端，如果需要正确地连接Redis Sentinel，必须有Sentinel节点集合和
masterName两个参数。

9.4.2　Redis Sentinel客户端基本实现原理
实现一个Redis Sentinel客户端的基本步骤如下：
1）遍历Sentinel节点集合获取一个可用的Sentinel节点，后面会介绍
Sentinel节点之间可以共享数据，所以从任意一个Sentinel节点获取主节点信
息都是可以的，如图9-22所示。
2）通过sentinel get-master-addr-by-name master-name这个API来获取对应
主节点的相关信息，如图9-23所示。
3）验证当前获取的“主节点”是真正的主节点，这样做的目的是为了防
止故障转移期间主节点的变化，如图9-24所示。

4）保持和Sentinel节点集合的“联系”，时刻获取关于主节点的相关“信
息”，如图9-25所示。

从上面的模型可以看出，Redis Sentinel客户端只有在初始化和切换主节
点时需要和Sentinel节点集合进行交互来获取主节点信息，所以在设计客户
端时需要将Sentinel节点集合考虑成配置（相关节点信息和变化）发现服
务。
上述过程只是从客户端设计的角度进行分析，在开发客户端时要考虑的
细节还有很多，但是这些问题并不需要深究，下面将介绍如何使用Java的
Redis客户端操作Redis Sentinel，并结合本节的内容分析一下相关源码。

9.4.3　Java操作Redis Sentinel
我们依然使用Jedis2.8.2（以下简称Jedis）作为Redis的Java客户端，
Jedis能够很好地支持Redis Sentinel，并且使用Jedis连接Redis Sentinel也很简
单，按照Redis Sentinel的原理，需要有masterName和Sentinel节点集合两个参
数。第4章我们介绍了Jedis的连接池JedisPool，为了不与之相混淆，Jedis针
对Redis Sentinel给出了一个JedisSentinelPool，很显然这个连接池保存的连接
还是针对主节点的。Jedis给出很多构造方法，其中最全的如下所示：

public JedisSentinelPool(String masterName, Set<String> sentinels,
final GenericObjectPoolConfig poolConfig, final int connectionTimeout,
final int soTimeout,
final String password, final int database,
final String clientName)

具体参数含义如下：
·masterName——主节点名。
·sentinels——Sentinel节点集合。
·poolConfig——common-pool连接池配置。
·connectTimeout——连接超时。
·soTimeout——读写超时。
·password——主节点密码。
·database——当前数据库索引。
·clientName——客户端名。
例如要想通过简单的几个参数获取JedisSentinelPool，可以直接按照下
面方式进行JedisSentinelPool的初始化。
JedisSentinelPool jedisSentinelPool = new JedisSentinelPool(masterName,
sentinelSet, poolConfig, timeout);
此时timeout既代表连接超时又代表读写超时，password为空，database
默认使用0，clientName为空。具体可以参考JedisSentinelPool源码。
和JedisPool非常类似，我们在使用JedisSentinelPool时也要尽可能按照
common-pool的标准模式进行代码的书写，和第4章介绍的JedisPool的推荐使
用方法是一样的，这里就不赘述了。 

Jedis jedis = null;
try {

jedis = jedisSentinelPool.getResource();
// jedis command
} catch (Exception e) {

logger.error(e.getMessage(), e);
} finally {

if (jedis != null)
jedis.close();
}

jedis.close（）是和第4章介绍的一样，并不是关闭Jedis连接。
JedisSentinelPool和JedisPool一样，尽可能全局只有一个。
Jedis源码中的JedisSentinelPool就是按照9.4.2节的原理来实现的，所以
有必要介绍一下JedisSentinelPool的实现过程，下面给出的代码就是

JedisSentinelPool的初始化方法。
public JedisSentinelPool(String masterName, Set<String> sentinels,
final GenericObjectPoolConfig poolConfig, final int connectionTimeout,
final int soTimeout, final String password, final int database,
final String clientName) {

…
HostAndPort master = initSentinels(sentinels, masterName);
initPool(master);
…
}
下面的代码就是JedisSentinelPool初始化代码的重要函数
initSentinels（Set<String>sentinels，final String masterName），和9.4.2节分析
的一样，包含了Sentinel节点集合和masterName参数，用来获取指定主节点
的ip地址和端口。

private HostAndPort initSentinels(Set<String> sentinels, final String masterName) {
//  主节点
HostAndPort master = null;
//  遍历所有 sentinel 节点
for (String sentinel : sentinels) {
//  连接 sentinel 节点
HostAndPort hap = toHostAndPort(Arrays.asList(sentinel.split(":")));
Jedis jedis = new Jedis(hap.getHost(), hap.getPort());
//  使用 sentinel get-master-addr-by-name masterName 获取主节点信息
List<String> masterAddr = jedis.sentinelGetMasterAddrByName(masterName);
//  命令返回列表为空或者长度不为 2 ，继续从下一个 sentinel 节点查询
if (masterAddr == null || masterAddr.size() != 2) {
continue;
}
//  解析 masterAddr 获取主节点信息
master = toHostAndPort(masterAddr);
//  找到后直接跳出 for 循环
break;
}
if (master == null) {
//  直接抛出异常，
throw new Exception();
}
//  为每个 sentinel 节点开启主节点 switch 的监控线程
for (String sentinel : sentinels) {
final HostAndPort hap = toHostAndPort(Arrays.asList(sentinel.split(":")));
MasterListener masterListener = new MasterListener(masterName, hap.getHost(),
hap.getPort());
masterListener.start();
}
//  返回结果
return master;
}

具体过程如下：
1）遍历Sentinel节点集合，找到一个可用的Sentinel节点，如果找不到就
从Sentinel节点集合中去找下一个，如果都找不到直接抛出异常给客户端：
new JedisException(“Can connect to sentinel, but ” + masterName + ” seems to be not monitored…”)
2）找到一个可用的Sentinel节点，执行
sentinelGetMasterAddrByName（masterName），找到对应主节点信息：
List<String> masterAddr = jedis.sentinelGetMasterAddrByName(masterName);
3）JedisSentinelPool中没有发现对主节点角色验证的代码，这是因为
get-master-addr-by-name master-name这个API本身就会自动获取真正的主节点
（例如故障转移期间）。
4）为每一个Sentinel节点单独启动一个线程，利用Redis的发布订阅功
能，每个线程订阅Sentinel节点上切换master的相关频道+switch-master。
for (String sentinel : sentinels) {

final HostAndPort hap = toHostAndPort(Arrays.asList(sentinel.split(“:”)));
MasterListener masterListener = new MasterListener(masterName, hap.
getHost(), hap.getPort());
masterListener.start();
}
下面代码就是MasterListener的核心监听代码，代码中比较重要的部分就
是订阅Sentinel节点的+switch-master频道，它就是Redis Sentinel在结束对主
节点故障转移后会发布切换主节点的消息，Sentinel节点基本将故障转移的
各个阶段发生的行为都通过这种发布订阅的形式对外提供，开发者只需订阅
感兴趣的频道即可（参见9.6节表9-6），这里我们比较关心的是+switch-
master这个频道。

Jedis sentinelJedis = new Jedis(sentinelHost, sentinelPort);
//  客户端订阅 Sentinel 节点上 "+switch-master"( 切换主节点 ) 频道
sentinelJedis.subscribe(new JedisPubSub() {
@Override
public void onMessage(String channel, String message) {
String[] switchMasterMsg = message.split(" ");
if (switchMasterMsg.length > 3) {
//  判断是否为当前 masterName
if (masterName.equals(switchMasterMsg[0])) {
//  发现当前 masterName 发生 switch ，使用 initPool 重新初始化连接池
initPool(toHostAndPort(switchMasterMsg[3], switchMasterMsg[4]));
}
}
}
}, "+switch-master");

9.5　实现原理
本节将介绍Redis Sentinel的基本实现原理，具体包含以下几个方面：
Redis Sentinel的三个定时任务、主观下线和客观下线、Sentinel领导者选举、
故障转移，相信通过本节的学习读者能对Redis Sentinel的高可用特性有更加
深入的理解和认识。

9.5.1　三个定时监控任务
一套合理的监控机制是Sentinel节点判定节点不可达的重要保证，Redis
Sentinel通过三个定时监控任务完成对各个节点发现和监控：
1）每隔10秒，每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取
最新的拓扑结构，如图9-26所示。

例如下面就是在一个主节点上执行info replication的结果片段：
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=4917,lag=1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=4917,lag=1
Sentinel节点通过对上述结果进行解析就可以找到相应的从节点。
这个定时任务的作用具体可以表现在三个方面：
·通过向主节点执行info命令，获取从节点的信息，这也是为什么
Sentinel节点不需要显式配置监控从节点。
·当有新的从节点加入时都可以立刻感知出来。
·节点不可达或者故障转移后，可以通过info命令实时更新节点拓扑信
息。
2）每隔2秒，每个Sentinel节点会向Redis数据节点的__sentinel__：hello
频道上发送该Sentinel节点对于主节点的判断以及当前Sentinel节点的信息
（如图9-27所示），同时每个Sentinel节点也会订阅该频道，来了解其他
Sentinel节点以及它们对主节点的判断，所以这个定时任务可以完成以下两
个工作：
·发现新的Sentinel节点：通过订阅主节点的__sentinel__：hello了解其他
的Sentinel节点信息，如果是新加入的Sentinel节点，将该Sentinel节点信息保
存起来，并与该Sentinel节点创建连接。
·Sentinel节点之间交换主节点的状态，作为后面客观下线以及领导者选
举的依据。
Sentinel节点publish的消息格式如下：
<Sentinel 节点 IP> <Sentinel 节点端口 > <Sentinel 节点 runId> <Sentinel 节点配置版本 >
< 主节点名字 > < 主节点 Ip> < 主节点端口 > < 主节点配置版本 >
3）每隔1秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点
发送一条ping命令做一次心跳检测，来确认这些节点当前是否可达。如图9-
28所示。通过上面的定时任务，Sentinel节点对主节点、从节点、其余
Sentinel节点都建立起连接，实现了对每个节点的监控，这个定时任务是节
点失败判定的重要依据。 

9.5.2　主观下线和客观下线
1.主观下线
上一小节介绍的第三个定时任务，每个Sentinel节点会每隔1秒对主节
点、从节点、其他Sentinel节点发送ping命令做心跳检测，当这些节点超过
down-after-milliseconds没有进行有效回复，Sentinel节点就会对该节点做失败
判定，这个行为叫做主观下线。从字面意思也可以很容易看出主观下线是当
前Sentinel节点的一家之言，存在误判的可能，如图9-29所示。 

2.客观下线
当Sentinel主观下线的节点是主节点时，该Sentinel节点会通过sentinel is-
master-down-by-addr命令向其他Sentinel节点询问对主节点的判断，当超过
<quorum>个数，Sentinel节点认为主节点确实有问题，这时该Sentinel节点会
做出客观下线的决定，这样客观下线的含义是比较明显了，也就是大部分
Sentinel节点都对主节点的下线做了同意的判定，那么这个判定就是客观
的，如图9-30所示。
注意
从节点、Sentinel节点在主观下线后，没有后续的故障转移操作。
这里有必要对sentinel is-master-down-by-addr命令做一个介绍，它的使用
方法如下：
sentinel is-master-down-by-addr <ip> <port> <current_epoch> <runid>
·ip：主节点IP。
·port：主节点端口。
·current_epoch：当前配置纪元。
·runid：此参数有两种类型，不同类型决定了此API作用的不同。
当runid等于“*”时，作用是Sentinel节点直接交换对主节点下线的判定。 

当runid等于当前Sentinel节点的runid时，作用是当前Sentinel节点希望目
标Sentinel节点同意自己成为领导者的请求，有关Sentinel领导者选举，后面
会进行介绍。

例如sentinel-1节点对主节点做主观下线后，会向其余Sentinel节点（假
设sentinel-2和sentinel-3节点）发送该命令：
sentinel is-master-down-by-addr 127.0.0.1 6379 0 *
返回结果包含三个参数，如下所示：
·down_state：目标Sentinel节点对于主节点的下线判断，1是下线，0是
在线。
·leader_runid：当leader_runid等于“*”时，代表返回结果是用来做主节点
是否不可达，当leader_runid等于具体的runid，代表目标节点同意runid成为
领导者。
·leader_epoch：领导者纪元。 

9.5.3　领导者Sentinel节点选举
假如Sentinel节点对于主节点已经做了客观下线，那么是不是就可以立
即进行故障转移了？当然不是，实际上故障转移的工作只需要一个Sentinel
节点来完成即可，所以Sentinel节点之间会做一个领导者选举的工作，选出
一个Sentinel节点作为领导者进行故障转移的工作。Redis使用了Raft算法实
现领导者选举，因为Raft算法相对比较抽象和复杂，以及篇幅所限，所以这
里给出一个Redis Sentinel进行领导者选举的大致思路：
1）每个在线的Sentinel节点都有资格成为领导者，当它确认主节点主观
下线时候，会向其他Sentinel节点发送sentinel is-master-down-by-addr命令，
要求将自己设置为领导者。
2）收到命令的Sentinel节点，如果没有同意过其他Sentinel节点的sentinel
is-master-down-by-addr命令，将同意该请求，否则拒绝。
3）如果该Sentinel节点发现自己的票数已经大于等于max（quorum，
num（sentinels）/2+1），那么它将成为领导者。
4）如果此过程没有选举出领导者，将进入下一次选举。
图9-31展示了一次领导者选举的大致过程：
1）s1（sentinel-1）最先完成了客观下线，它会向s2（sentinel-2）和
s3（sentinel-3）发送sentinel is-master-down-by-addr命令，s2和s3同意选其为
领导者。
2）s1此时已经拿到2张投票，满足了大于等于max（quorum，
num（sentinels）/2+1）=2的条件，所以此时s1成为领导者。 

由于每个Sentinel节点只有一票，所以当s2向s1和s3索要投票时，只能获
取一票，而s3由于最后完成主观下线，当s3向s1和s2索要投票时一票都得不
到，整个过程如图9-32和9-33所示。
实际上Redis Sentinel实现会更简单一些，因为一旦有一个Sentinel节点获
得了max（quorum，num（sentinels）/2+1）的票数，其他Sentinel节点再去确
认已经没有意义了，因为每个Sentinel节点只有一票，如果读者有兴趣的
话，可以修改sentinel.c源码，在Sentinel的执行命令列表中添加monitor命令：

struct redisCommand sentinelcmds[] = {

{“monitor”,monitorCommand,1,””,0,NULL,0,0,0,0,0},
{“ping”,pingCommand,1,””,0,NULL,0,0,0,0,0},
{“sentinel”,sentinelCommand,-2,””,0,NULL,0,0,0,0,0},
…
}重新编译部署Redis Sentinel测试环境，在3个Sentinel节点上执行monitor
命令：
1）可以看到sentinel is-master-down-by-addr命令，此命令的执行过程并
没有在Redis的日志中有所体现，monitor监控类似如下命令：
//  因为最后参数是 “*” ，所以此时是 Sentinel 节点之间交换对主节点的失败判定
[0 127.0.0.1:38440] “SENTINEL” “is-master-down-by-addr” “127.0.0.1” “6379” “0” “*”
//  因为最后参数是具体的 runid ，所以此时代表 runid=”2f4430bb62c039fb125c5771d7cde2571a7
a5ab4″ 的节点希望目标 Sentinel 节点同意自己成为领导者。
[0 127.0.0.1:38440] “SENTINEL” “is-master-down-by-addr” “127.0.0.1” “6379” “1”
“2f4430bb62c039fb125c5771d7cde2571a7a5ab4”
2）选举的过程非常快，基本上谁先完成客观下线，谁就是领导者。
3）一旦Sentinel得到足够的票数，不存在图9-32和图9-33的过程。
注意
有关Raft算法可以参考其GitHub主页https://raft.github.io/。 

 9.5.4　故障转移
领导者选举出的Sentinel节点负责故障转移，具体步骤如下：
1）在从节点列表中选出一个节点作为新的主节点，选择方法如下：
a）过滤：“不健康”（主观下线、断线）、5秒内没有回复过Sentinel节
点ping响应、与主节点失联超过down-after-milliseconds*10秒。
b）选择slave-priority（从节点优先级）最高的从节点列表，如果存在则
返回，不存在则继续。
c）选择复制偏移量最大的从节点（复制的最完整），如果存在则返
回，不存在则继续。
d）选择runid最小的从节点。
整个过程如图9-34所示。

2）Sentinel领导者节点会对第一步选出来的从节点执行slaveof no one命
令让其成为主节点。
3）Sentinel领导者节点会向剩余的从节点发送命令，让它们成为新主节
点的从节点，复制规则和parallel-syncs参数有关。
4）Sentinel节点集合会将原来的主节点更新为从节点，并保持着对其关
注，当其恢复后命令它去复制新的主节点。