Redis Sentinel 的投票机制与仲裁(Quorum)决策过程

好的,各位看官,各位老铁,欢迎来到今天的“Redis Sentinel 奇妙之旅”!我是你们的老朋友,人称“Bug终结者”的程序猿老王。今天咱们不聊代码,不谈架构,咱来聊聊Redis Sentinel集群里那些“勾心斗角”的投票故事,以及它们是如何做出“民主决策”的。

准备好了吗?系好安全带,我们要起飞啦!🚀

开篇:Sentinel,Redis的“守护神”与“政委”

想象一下,Redis Server就像一个勤勤恳恳的“打工人”,每天任劳任怨地存储数据,处理请求。但是,万一这个“打工人”突然罢工了(宕机),怎么办?难道我们要手动重启,手动切换吗?那也太low了吧!

这时候,就需要我们的主角——Redis Sentinel登场了!Sentinel集群就像一群忠实的“守护神”,时刻监控着Redis Server的状态。一旦发现某个Server“不行了”,它们就会启动一套复杂的“选举”流程,选出一个新的“扛把子”,保证Redis集群的稳定运行。

所以,你可以把Sentinel想象成Redis集群的“政委”,负责监督、管理,以及在关键时刻做出“战略决策”。

第一幕:投票的“前戏”——心跳检测与主观下线

Sentinel要进行投票,首先得确定谁“不行了”。这就涉及到心跳检测机制。每个Sentinel都会定期向集群中的所有Redis Server和其他Sentinel发送PING命令,就像是在问:“喂,你还在吗?吱一声!”

如果Sentinel在一定时间内没有收到回复,它就会认为这个Server“可能有点问题”,先标记为“主观下线(Subjectively Down, SDOWN)”。注意,只是“可能”,因为可能是网络抖动,也可能是Server短暂的“休息”。

这个过程就像是侦察兵发现敌情,先报告给指挥部:“报告!前方发现可疑目标,疑似敌军!”

第二幕:投票的“正式开始”——客观下线

仅仅一个Sentinel认为Server“不行了”还不够,毕竟“人言可畏”,万一它看错了呢?所以,Sentinel需要进行“客观下线(Objectively Down, ODOWN)”判断。

当一个Sentinel将某个Server标记为SDOWN后,它会向其他Sentinel询问:“嘿,你们觉得这个家伙怎么样?是不是也觉得他不行了?”

如果足够数量的Sentinel(超过配置的quorum值)都认为这个Server“不行了”,那么它就会被标记为ODOWN。这就相当于指挥部经过讨论,确认了敌情:“确认目标为敌军,请求火力支援!”

Quorum:决定“生死”的关键数字

说到这里,就不得不提一下quorum这个概念了。Quorum,中文可以翻译成“法定人数”或者“仲裁人数”。它是一个非常重要的配置参数,决定了Sentinel集群做出决策的“门槛”。

你可以把quorum理解成“投票通过率”。只有当超过quorum数量的Sentinel都同意某个Server下线,或者都同意某个Sentinel成为leader,才能进行后续的操作。

举个例子:

  • 假设有5个Sentinel,quorum设置为3。那么,至少需要3个Sentinel都认为某个Server下线,才能将其标记为ODOWN。
  • 假设有3个Sentinel,quorum设置为2。那么,至少需要2个Sentinel都同意某个Sentinel成为leader,才能进行主节点故障转移。

Quorum的设置非常关键,直接影响到Sentinel集群的容错能力和可用性。

  • Quorum过小: 容易出现“误判”,导致不必要的故障转移,甚至出现“脑裂”现象(多个Redis Server同时认为自己是主节点)。
  • Quorum过大: 容错能力增强,但可用性降低。如果Sentinel集群中有较多的节点出现故障,可能无法达到quorum,导致无法进行故障转移。

表格:Quorum设置与容错能力的关系

| Sentinel数量 | Quorum设置 | 容错能力 | 可用性 | 说明 |
| ————- | ——– | ——– | ——– | ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— Администра拉ционному Совету,

имени которого в будущем и была названа улица.

第三幕:选举“领袖”——一致性算法与Raft协议

当确定需要进行故障转移时,Sentinel集群需要选出一个leader,由它来负责执行后续的操作。这个过程涉及到一致性算法,比如Raft协议或者Paxos协议。

这里我们简单介绍一下Raft协议(虽然Sentinel没有完全采用Raft,但其中有很多相似的思想)。Raft协议的核心思想是:

  • Leader选举: Sentinel集群中的每个节点都有资格成为leader。当集群中没有leader时,或者当前leader失联时,就会发起选举。
  • 投票过程: 想要成为leader的Sentinel会向其他Sentinel发送“我要当老大”的请求(RequestVote RPC)。其他Sentinel会根据一定的规则进行投票,比如:是否已经投票给其他Sentinel、是否已经收到更高优先级的请求等。
  • 胜出条件: 只有获得超过quorum数量的投票,才能成为新的leader。

这个过程就像是竞选演讲,每个Sentinel都试图说服其他Sentinel相信自己有能力胜任leader的角色。

第四幕:最终的“裁决”——故障转移与角色切换

一旦新的leader被选举出来,它就会负责执行故障转移操作:

  1. 选择新的主节点: Leader会从剩下的slave节点中选择一个作为新的主节点。选择的依据通常是slave节点的优先级、复制偏移量等。
  2. 将slave节点晋升为主节点: Leader会向选中的slave节点发送命令,将其晋升为主节点。
  3. 通知其他节点: Leader会将新的主节点信息通知给其他Sentinel和客户端。
  4. 将其他slave节点指向新的主节点: Leader会命令其他slave节点开始复制新的主节点。

至此,整个故障转移过程就完成了。Redis集群又可以正常提供服务了。

表情包时间!🎉🎉🎉

  • Sentinel发现Server宕机:😱
  • Sentinel发起投票:🤔
  • Quorum发挥作用:⚖️
  • 新leader诞生:👑
  • 故障转移完成:🥳

案例分析:不同Quorum值的影响

为了更好地理解quorum的作用,我们来看几个具体的案例:

案例一:3个Sentinel,Quorum=1

在这种情况下,只要有一个Sentinel认为主节点下线,就会触发故障转移。这意味着容错能力很差,很容易出现误判。

优点: 响应速度快,可用性高。
缺点: 容错能力差,容易出现误判和脑裂。
适用场景: 对数据一致性要求不高,但对可用性要求非常高的场景。

案例二:3个Sentinel,Quorum=2

在这种情况下,需要至少2个Sentinel都认为主节点下线,才会触发故障转移。这提高了容错能力,但降低了可用性。

优点: 容错能力较强,可以避免一些误判。
缺点: 响应速度较慢,可用性相对较低。
适用场景: 对数据一致性和可用性都有一定要求的场景。

案例三:3个Sentinel,Quorum=3

在这种情况下,需要所有3个Sentinel都认为主节点下线,才会触发故障转移。这提供了最高的容错能力,但可用性最低。

优点: 容错能力极强,可以最大限度地避免误判和脑裂。
缺点: 响应速度非常慢,可用性极低。
适用场景: 对数据一致性要求极高,可以容忍一定的不可用时间的场景。

表格:不同Quorum值的优缺点

| Quorum值 | 优点 " + Quorum值 | 响应速度快,可用性高

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注