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Redis 哨兵 (Sentinel)

Redis Sentinel 是 Redis 的高可用解决方案，它提供自动监控、通知、故障转移和配置提供功能。在没有使用 Redis Cluster 的情况下，Sentinel 是实现高可用的最佳选择。

哨兵的核心功能​

四大核心能力​

  1. 监控 (Monitoring)：持续检查主库和从库是否运行正常，自动发现节点变更
  2. 通知 (Notification)：故障发生时通过 API 通知管理员或系统，支持订阅系统事件
  3. 自动故障转移 (Automatic Failover)：主库故障时，从从库中选举新主库，让其他从库指向新主库
  4. 配置中心 (Configuration Provider)：客户端连接哨兵获取主库地址，发生主从切换时客户端会得到更新

Sentinel 作为分布式系统​

Sentinel 本身设计为多个进程协作运行的分布式系统：

  • 降低误判：多个 Sentinel 同意某主库不可用时才判定故障
  • 系统健壮性：即使部分 Sentinel 故障，系统仍能正常工作

故障判定机制​

主观下线 (SDOWN)​

单个 Sentinel 节点在 down-after-milliseconds 时间内无法联系到主库，则判定为主观下线。

# Sentinel 配置
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000  # 30 秒无响应判定为主观下线

客观下线 (ODOWN)​

当超过 quorum（法定人数）数量的 Sentinel 都认为主库已下线，则判定为客观下线。只有判定为客观下线后，才会触发故障转移。

# quorum = 2 表示需要 2 个 Sentinel 同意才判定为客观下线
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

Quorum 与 Majority 的区别​

Quorum：判定故障所需的 Sentinel 数量 Majority：授权故障转移所需的 Sentinel 多数票

例如，5 个 Sentinel，quorum = 2：

  • 2 个 Sentinel 同意即可判定故障
  • 但需要至少 3 个 Sentinel（多数）才能授权故障转移

故障转移流程​

完整流程​

  1. 选举领头 Sentinel：Sentinel 集群通过 Raft 类似的算法选出一个 Leader 负责执行故障转移
  2. 选出新主库：
    • 排除下线的从库
    • 排除最近断开连接过久的从库
    • 优先级：根据 replica-priority（越小越高）
    • 偏移量：选择复制偏移量最大的（数据最全）
    • Run ID：如果以上相同，选择 Run ID 最小的
  3. 配置转移：让原有从库执行 REPLICAOF 新主库
  4. 旧主归队：当旧主库上线后，Sentinel 会将其降级为新主库的从库

故障转移示例​

时间线：
T1: Master 故障，Sentinel 开始检测
T2: 达到 down-after-milliseconds，标记为 SDOWN
T3: quorum 个 Sentinel 同意，标记为 ODOWN
T4: 选举领头 Sentinel
T5: 从从库中选举新 Master
T6: 其他从库复制新 Master
T7: 更新客户端配置
T8: 旧 Master 恢复后成为新 Master 的从库

配置与部署​

哨兵配置文件 (sentinel.conf)​

# 端口（默认 26379）
port 26379

# 监控主库
# sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2

# 主库密码（如果设置了）
sentinel auth-pass mymaster your_password

# 主观下线判定时间（毫秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

# 故障转移超时时间（毫秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000

# 同时向新主库发起同步的从库数量
sentinel parallel-syncs mymaster 1

# 工作目录
dir /tmp

配置参数详解​

参数说明默认值
down-after-milliseconds主观下线判定时间30000ms
failover-timeout故障转移超时时间180000ms
parallel-syncs同时同步的从库数量1
quorum客观下线判定所需票数-

启动 Sentinel​

# 方式一：使用 redis-sentinel 命令
redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

# 方式二：使用 redis-server 的 sentinel 模式
redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

部署建议​

最小部署方案​

至少需要 3 个 Sentinel 节点，部署在不同的物理服务器或虚拟机上：

       +----+
       | M1 |  Master
       | S1 |  Sentinel 1
       +----+
          |
+----+    |    +----+
| R2 |----+----| R3 |  Replica 2 & 3
| S2 |         | S3 |  Sentinel 2 & 3
+----+         +----+

Configuration: quorum = 2

部署原则​

  1. 奇数节点：部署奇数个 Sentinel，便于投票决策
  2. 物理独立：Sentinel 部署在不同的服务器/机架/可用区
  3. 网络稳定：确保 Sentinel 之间、Sentinel 与 Redis 之间网络稳定
  4. 客户端支持：确保客户端库支持 Sentinel

Docker/NAT 环境配置​

在 Docker 或 NAT 环境中，需要配置 IP 和端口公告：

# 强制 Sentinel 公告特定 IP 和端口
sentinel announce-ip <外部IP>
sentinel announce-port <外部端口>

Sentinel 命令​

查询命令​

# 连接 Sentinel
redis-cli -p 26379

# 查看主库信息
127.0.0.1:26379> SENTINEL master mymaster

# 查看从库列表
127.0.0.1:26379> SENTINEL replicas mymaster

# 查看其他 Sentinel
127.0.0.1:26379> SENTINEL sentinels mymaster

# 获取当前主库地址
127.0.0.1:26379> SENTINEL get-master-addr-by-name mymaster
1) "127.0.0.1"
2) "6379"

运维命令​

# 检查 Sentinel 配置是否正常
127.0.0.1:26379> SENTINEL CKQUORUM mymaster

# 强制重写配置文件
127.0.0.1:26379> SENTINEL FLUSHCONFIG

# 手动触发故障转移
127.0.0.1:26379> SENTINEL FAILOVER mymaster

# 重置主库状态（慎用）
127.0.0.1:26379> SENTINEL RESET mymaster

动态配置​

# 运行时修改配置
127.0.0.1:26379> SENTINEL SET mymaster down-after-milliseconds 5000
127.0.0.1:26379> SENTINEL SET mymaster failover-timeout 60000

# 查看全局配置
127.0.0.1:26379> SENTINEL CONFIG GET down-after-milliseconds

# 修改全局配置（Redis 6.2+）
127.0.0.1:26379> SENTINEL CONFIG SET down-after-milliseconds 5000

客户端集成​

Java/Spring Boot 集成​

在 Spring Boot 中使用 Sentinel 模式：

# application.yml
spring:
  redis:
    sentinel:
      master: mymaster
      nodes: 192.168.1.101:26379,192.168.1.102:26379,192.168.1.103:26379
    password: your_password

Python 客户端集成​

from redis.sentinel import Sentinel

# 配置 Sentinel 节点
sentinel = Sentinel([
    ('192.168.1.101', 26379),
    ('192.168.1.102', 26379),
    ('192.168.1.103', 26379),
], socket_timeout=0.1)

# 获取主库连接
master = sentinel.master_for('mymaster', socket_timeout=0.1)
master.set('key', 'value')

# 获取从库连接（只读）
slave = sentinel.slave_for('mymaster', socket_timeout=0.1)
value = slave.get('key')

Node.js 客户端集成​

const Redis = require('ioredis');

const redis = new Redis({
  sentinels: [
    { host: '192.168.1.101', port: 26379 },
    { host: '192.168.1.102', port: 26379 },
    { host: '192.168.1.103', port: 26379 },
  ],
  name: 'mymaster',
  password: 'your_password',
});

redis.set('key', 'value');

订阅 Sentinel 事件​

Sentinel 通过 Pub/Sub 发布事件通知：

# 订阅所有事件
127.0.0.1:26379> SUBSCRIBE +switch-master
127.0.0.1:26379> SUBSCRIBE +failover-end
127.0.0.1:26379> SUBSCRIBE +sdown
127.0.0.1:26379> SUBSCRIBE +odown

常见事件类型：

事件说明
+switch-master主库切换
+sdown主观下线
+odown客观下线
+failover-end故障转移结束
+reboot实例重启
+role-change角色变更

生产环境最佳实践​

1. 部署架构​

+--------------------+     +--------------------+     +--------------------+
| Server 1           |     | Server 2           |     | Server 3           |
| +---------------+  |     | +---------------+  |     | +---------------+  |
| | Redis Master  |  |     | | Redis Replica |  |     | | Redis Replica |  |
| | Sentinel      |  |     | | Sentinel      |  |     | | Sentinel      |  |
| +---------------+  |     | +---------------+  |     | +---------------+  |
+--------------------+     +--------------------+     +--------------------+

2. 配置建议​

# 推荐配置
port 26379
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

3. 监控要点​

  • 监控 Sentinel 进程存活
  • 监控主从复制延迟
  • 监控 Sentinel 日志中的异常事件
  • 定期演练故障转移

4. 常见问题​

问题一：故障转移后客户端仍连接旧主库

解决方案：客户端需要实现 Sentinel 支持，自动获取新主库地址。

问题二：网络分区导致脑裂

解决方案：配置 min-replicas-to-write 和 min-replicas-max-lag。

# redis.conf
min-replicas-to-write 1
min-replicas-max-lag 10

问题三：Sentinel 配置不一致

解决方案：使用 SENTINEL FLUSHCONFIG 强制同步配置。

Sentinel vs Redis Cluster​

特性SentinelCluster
数据分片不支持支持
高可用支持支持
扩展方式只读扩展读写扩展
配置复杂度低高
最少节点数36
适用场景中小规模、数据量不大大规模、高并发

选择建议：

  • 数据量小（< 单机内存）、需要高可用 → Sentinel
  • 数据量大、需要水平扩展 → Cluster

小结​

本章我们学习了：

  1. Sentinel 核心功能：监控、通知、故障转移、配置中心
  2. 故障判定机制：主观下线、客观下线、Quorum 和 Majority
  3. 故障转移流程：选举领头 Sentinel、选举新主库、配置转移
  4. 配置与部署：配置文件详解、部署架构建议
  5. 客户端集成：Java、Python、Node.js 客户端配置
  6. 最佳实践：生产环境部署建议、常见问题解决

练习​

  1. 搭建一个 3 节点的 Sentinel 集群
  2. 测试故障转移功能：手动停止 Master 观察切换过程
  3. 使用 Python 客户端连接 Sentinel 并测试自动切换
  4. 订阅 Sentinel 事件，观察故障转移的事件通知

参考资料​