Redis 主从架构故障转移

在 Redis 主从架构中，当主节点（Master）发生故障时，Redis Sentinel 会自动触发故障转移（Failover），将某个从节点（Slave）提升为新的主节点。Sentinel 在选择新主节点时，会根据多个因素综合评估，以确保选出最合适的从节点，通常包括最新的数据节点这一因素。具体的判断过程如下：

1. Redis Sentinel 的故障检测和切换流程

1. 主观下线（SDOWN）：一个 Sentinel 实例发现主节点不可用时，会标记该节点为“主观下线”。
2. 客观下线（ODOWN）：多个 Sentinel 实例都检测到主节点不可用，并且达成一致，才会标记该节点为“客观下线”，从而触发故障切换。
3. 故障转移：Redis Sentinel 通过投票机制选举出一个 Leader Sentinel，由该 Leader 负责执行故障转移操作。

2. 从节点提升为主节点的选择标准

在执行故障转移时，Leader Sentinel 会从所有从节点中挑选一个最合适的节点提升为新的主节点。选择标准如下：

1. 复制偏移量（Replication Offset）：
   • Redis Sentinel 首先选择复制偏移量最大的从节点。复制偏移量越大，表示该从节点同步的数据越多，即数据越接近主节点的数据。
   • Sentinel 会比较所有从节点的 master_repl_offset（主从同步偏移量）属性值，偏移量最大的从节点通常拥有最接近主节点的数据。
2. 从节点优先级（Slave Priority）：
   • 每个从节点可以配置一个 slave-priority 参数，表示该从节点作为主节点候选的优先级，优先级值越小，优先级越高。
   • 在主从切换时，Sentinel 会首先排除掉优先级设置为 0 的从节点（slave-priority=0 表示该从节点不参与故障切换），然后在其他节点中选择优先级最高的节点。
   • 如果有多个从节点的复制偏移量相同，那么 slave-priority 值小的从节点将优先成为新的主节点。
3. 从节点的响应时间：
   • Sentinel 会检查从节点的响应时间，即从节点的延迟（lag），延迟较小的从节点通常具有更高的可靠性。
   • 如果多个从节点的偏移量和优先级相同，那么 Sentinel 会优先选择网络延迟较小的从节点。
4. 运行状态和断线时长：
   • Sentinel 会检查从节点的运行状态和与主节点断开连接的时长，如果某个从节点与主节点断开连接的时间较长，Sentinel 可能会优先选择其他状态更好的节点作为主节点。

3. 具体判断过程示例

假设有以下从节点状态：

根据上述标准，Sentinel 会进行以下判断：

1. 首先选择 复制偏移量最大的节点（从节点 A 和 C 偏移量最大，为 1000000）。
2. 在偏移量相同的节点中，选择 slave-priority 值最小的节点。此时从节点 A 的优先级（slave-priority=1）高于从节点 C（slave-priority=2）。
3. Sentinel 会选择 从节点 A 作为新的主节点。

4. Sentinel 故障转移过程中的注意事项

• 数据一致性：Redis 的主从复制默认是异步复制，所以在故障转移时，新的主节点可能会略微落后于旧主节点的数据。Sentinel 通过选择复制偏移量最大的从节点，尽量确保数据的完整性。
• 配置从节点为只读：一旦某个从节点被提升为主节点，Sentinel 会重新配置其余从节点，指向新的主节点继续同步数据。
• 强一致性要求：如果业务对数据一致性要求极高，可以考虑使用 Redis 的半同步复制模式（WAIT 命令），但这会影响性能。

5. 总结

在 Redis 故障切换时，Sentinel 会综合考虑多个因素来选定最合适的从节点提升为主节点：

1. 复制偏移量：优先选择复制偏移量最大的从节点，以确保新主节点拥有最新的数据。
2. 从节点优先级：在偏移量相同的情况下，优先选择 slave-priority 值最小的从节点。
3. 响应延迟：偏移量和优先级相同的情况下，优先选择延迟较小的节点。

Redis Sentinel 通过这些标准，在主节点故障时能够尽量确保数据完整性和快速故障恢复，提高 Redis 集群的高可用性和稳定性。