基於Redis Sentinel的Redis叢集(主從&Sharding)高可用方案

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基於Redis Sentinel的Redis叢集(主從&Sharding)高可用方案

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基於Redis Sentinel的Redis叢集(主從&Sharding)高可用方案

時間 2014-02-21 15:15:17  IT社區推薦資訊

原文  http://itindex.net/detail/48192-redis-sentinel-redis

 

Redis Sentinel是一個分布式系統，可以部署多個Sentinel執行個體來監控同一組Redis執行個體，它們通過Gossip協議來確定一個主執行個體宕機，通過Agreement協議來執行故障恢複和配置變更，一般在生產環境中部署多個執行個體來提高系統可用性，只要有一個Sentinel執行個體運行正常，就能保證被監控的Redis執行個體運行正常（類似Zookeeper，通過多個Zookeeper來提高系統可用性）； 
本文不涉及Sentinel的實現細節和工作原理，讀者可以閱讀其他文章瞭解；

 

Redis HA方案

HA的關鍵在於避免單點故障及故障恢複，在Redis Cluster未發布之前，Redis一般以主/從方式部署（這裡討論的應用從執行個體主要用於備份，主執行個體提供讀寫，有不少應用是讀寫分離的，讀寫操作需要取不同的Redis執行個體，該方案也可用於此種應用，原理都是相通的，區別在於資料操作層如何封裝），該方式要實現HA主要有如下幾種方案： 
1，keepalived：通過keepalived的虛擬IP，提供主從的統一訪問，在主出現問題時，通過keepalived運行指令碼將從提升為主，待主恢複後先同步後自動變為主，該方案的好處是主從切換後，應用程式不需要知道(因為訪問的虛擬IP不變)，壞處是引入keepalived增加部署複雜性； 
2，zookeeper：通過zookeeper來監控主從執行個體，維護最新有效IP，應用通過zookeeper取得IP，對Redis進行訪問； 
3，sentinel：通過Sentinel監控主從執行個體，自動進行故障恢複，該方案有個缺陷：因為主從執行個體地址(IP&PORT)是不同的，當故障發生進行主從切換後，應用程式無法知道新地址，故在Jedis2.2.2中新增了對Sentinel的支援，應用通過redis.clients.jedis.JedisSentinelPool.getResource()取得的Jedis執行個體會及時更新到新的主執行個體地址。 
筆者所在的公司先使用了方案1一段時間後，發現keepalived在有些情況下會導致資料丟失，keepalived通過shell指令碼進行主從切換，配置複雜，而且keepalived成為新的單點，後來選用了方案3，使用Redis官方解決方案；（方案2需要編寫大量的監控代碼，沒有方案3簡便，網上有人使用方式情節2讀者可自行查看）

選用Sentinel出現的問題

Sentinel&Jedis看上去是個完美的解決方案，這句話只說對了一半，在無分區的情況是這樣，但我們的應用使用了資料分區-sharing，資料被平均分布到4個不同的執行個體上，每個執行個體以主從結構部署，Jedis沒有提供基於Sentinel的ShardedJedisPool，也就是說在4個分區中，如果其中一個分區發生主從切換，應用所使用的ShardedJedisPool無法獲得通知，所有對那個分區的操作將會失敗。 
本文提供一個基於Sentinel的ShardedJedisPool，能及時感知所有分區主從切換行為，進行串連池重建，源碼見 ShardedJedisSentinelPool.java

 

ShardedJedisSentinelPool實現分析建構函式

 類似之前的Jedis Pool的構造方法，需要參數poolConfig提供諸如maxIdle，maxTotal之類的配置，masters是一個List，用來儲存所有分區Master在Sentinel中配置的名字（注意master的順序不能改變，因為Shard演算法是依據分區位置進行計算，如果順序錯誤將導致資料存放區混亂），sentinels是一個Set，其中存放所有Sentinel的地址(格式：IP:PORT，如127.0.0.1:26379)，順序無關；

初始化串連池

在建構函式中，通過方法 

 取得當前所有分區的master地址(IP&PORT)，對每個分區，通過順次串連Sentinel執行個體，擷取該分區的master地址，如果無法獲得，即所有Sentinel都無法串連，將休眠1秒後繼續重試，直到取得所有分區的master地址，代碼塊如下： 

通過 
 
 初始化串連池，到此串連池中的所有串連都指向分區的master；

監控每個Sentinel

在方法 

 最後，會為每個Sentinel啟動一個Thread來監控Sentinel做出的更改： 
 
該線程的run方法通過Jedis Pub/Sub API（實現JedisPubSub介面，並通過jedis.subscribe進行訂閱）向Sentinel執行個體訂閱“+switch-master”頻道，當Sentinel進行主從切換時，該線程會得到新Master地址的通知，通過master name判斷哪個分區進行了切換，將新master地址替換原來位置的地址，並調用initPool(List masters)進行Jedis串連池重建；後續所有通過該串連池取得的串連都指向新Master地址，對應用程式透明；

應用樣本

  
總結

本文通過現實中遇到的問題，即在Redis資料分區的情況下，在使用Sentinel做HA時，如何做到主從的切換對應用程式透明，通過Jedis的Pub/Sub功能，能同時監控多個分區的主從切換情況，並通過監聽到的新地址重新構造串連池，後續從串連池中取得的所有串連都指向新地址。該方案的關鍵是：使用sentinel做HA，Jedis版本必須2.2.2及以上，所有訪問Redis執行個體的串連都必須從串連池中擷取；

該項目的GitHub首頁: https://github.com/warmbreeze/sharded-jedis-sentinel-pool

• 本文附件下載:

• jedis_sentinel_patch-1.0.jar (15 KB)

該項目的GitHub首頁: https://github.com/warmbreeze/sharded-jedis-sentinel-pool

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