【Redis主從架構】redis哨兵核心原理的深刻解析(包括slave選舉算法)

1. sdown和odown轉換機制

1.1 sdown-主觀宕機

sdown是主觀宕機，就一個哨兵若是本身以爲一個master宕機了，那麼就是主觀宕機了。

• 主觀宕機原理：

sdown 達成的條件很簡單，若是一個哨兵ping一個master，超過 is-master-down-after-milliseconds指定毫秒數以後，若是尚未響應，就主觀認爲master宕機了。

1.2 odown-客官宕機

odown 是客觀宕機，若是quorum數量的哨兵都以爲一個master宕機了，就認爲master宕機了。

• 客觀宕機原理：

若是一個哨兵在指定時間內，收到了quorum指定數量的其餘哨兵也認爲這個master是sdown了，那麼就認爲是odown了，客觀認爲是master宕機。

2. 哨兵集羣的自動發現機制

哨兵互相之間的發現，是經過redis的pub/sub系統實現的，每一個哨兵都會往 sentinel:hello這個channel裏面發送一個消息，這時候其餘哨兵均可以消費到這條消息，並感知到其餘哨兵的存在。

每隔兩秒鐘，每一個哨兵都會往本身健康的某個master+slaves對應的_sentinel_（能夠理解爲Topic，MQ廣播機制）：hello channel裏發送一個消息，內容是本身的host，ip和runid還有對這個master的配置

每一個哨兵都會去監聽本身監控的每一個master+slaves對應的_sentinel_:hello channel,而後去感知一樣在監聽這個master+slaves的其餘哨兵的存在。

每一個哨兵還會跟其餘哨兵交換對master的監控配置，互相進行監控配置的同步。

3. slave配置的自動糾正

哨兵會負責自動糾正salve的一些配置，若是 slave 若是要成爲 master，哨兵會確保slave在複製新的master的數據。

若是一個slave鏈接到一個錯誤的master上，好比故障轉移以後，那麼哨兵會確保他們鏈接到正確的master上。

4. slave->master選舉算法

若是一個master被認爲odown了，並且majority哨兵會容許主備切換，那麼某個哨兵會執行主備切換操做，此時須要先選舉一個slave出來。選舉的過程當中會考慮slave的一些信息

1. 跟master斷開鏈接的時長
2. slave優先級
3. 複製offset
4. run id

• 哨兵 何時認爲salve不適合選舉成爲master？

一個slave跟master斷開鏈接的時間已經超過了down-after-milliseconds的10倍，外加master宕機的時長，那麼salve被認爲不適合被選舉爲master。

(down-after-milliseconds * 10) + millisecond_since_master_is_in_SDOWN_state

• slave選舉爲master需考慮的因素，即salve如何排序？

1. 按照 slave優先級進項排序， slave priority越低，優先級越高
2. 若是slave priority相同，那麼看 replicate offset， 哪一個slave複製了更多的數據，offset越靠後，優先級就越高。
3. 若是上面兩個條件都相同，那麼就選擇一個 run id比較小的按個slave。

5. quorum 和 majority 參數詳解

quorum： 影響redis客觀宕機，必需要有quorum數量的哨兵認爲master宕機了，才認爲是odown，而後選舉一個哨兵來作主備切換。

majority：影響 選舉 作主備切換的哨兵，選舉出來作哨兵切換的哨兵，必須獲得majority個哨兵的受權，才能正式執行主備切換。

若是quorum < majority, 好比majority就是3，quorum設置爲2，那麼3個哨兵受權就能夠進行主備切換。

若是quorum >= majority, 那麼必須quorum數量的哨兵都受權，好比5個哨兵，quorum是5，那麼必須5個哨兵都同一受權，才能進行主備切換。

6. configuration epoch

哨兵會對一套 redis master+slave進行監控，會有相應的監控的配置

執行切換的按個哨兵，會從要切換到新master (slave->master) 那裏獲得一個configuration epoch，這就是version號，每次切換的version都是惟一的，若是第一個選舉出的哨兵切換失敗了，那麼其餘哨兵，會等待failover-timeout時間，而後接替繼續執行切換，此時會從新獲取一個新的configuration epoch，做爲新的version號。

總結： 執行切換的哨兵會從 新的master那裏獲得一個version號，假如主備切換失敗，意味着：要選舉新的slave，要獲取新的版本號。注意：版本號惟一。

7. configuration傳播

哨兵完成切換以後，會在本身本地更新生成最新的master配置，而後同步給其餘的哨兵，就是經過以前所說的pub/sub消息機制實現。

以前講解的version號也很重要，由於各類消息都是經過一個channel去發佈和監聽的，因此一個哨兵完成一次新的切換，新的master和跟着新的version號的其餘哨兵都是根據版本號的大小來更新本身的master配置的。

總結： 哨兵執行主備切換以後，新的master 的ip，端口號，runid都發生了變化。 哨兵會發送一條消息到 pub/sub 消息系統，通知其餘哨兵 更新最新的master配置。

總結：

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