写在前面

一、数据库服务器高可用

二、 Sentinel （哨兵）是啥？

三、部署 Sentinel过程

1、初始化服务器

2、将普通的Redis服务器使用的代码替换成sentinel专用代码

3、初始化sentinel状态

4、创建连向主服务器的网络连接

5、哨兵监控实现原理

四、分布式数据库高并发

五、Redis集群是如何实现的？

1、【槽指派】

2、【重新分片】

3、【MOVED错误】

4、【ASK错误】

写在前面

最近博主学习数据库方面的知识，也算是小白入门，大家伙来一起学习交流，我边看书边记录总结，马上又开启新的一周，赶紧把过去一周零散学习的知识记录下来，以作备忘。

或许你了解高级开发运维知识，对高可用、高并发、分布式略知一二，或许你跟我一样刚刚入门，那就看完本篇，应该有所收获，其实这篇总结的知识点不难，是最基础的Redis多机数据库下的哨兵架构和集群架构。可能单纯的文字描述阅读起来有点枯燥，但内容算是干货总结，值得阅读，最后一键三连更好哈：）

有趣的内容大家可以看看我的博客，例如这篇：我之前做的这个《口罩预约管理系统——数据库设计（前端+PHP+MySQL）》（有兴趣可以瞧瞧，完整项目源码和教程已上传CSDN）。

还有《Socket网络编程专栏》：https://blog.csdn.net/charzous/category_10465473.html 里面有好玩的小程序（模拟QQ邮箱、实时聊天小程序、C/S架构的通信等）。

一、数据库服务器高可用

高可用性（High Availability）是系统开发中是经常提到的一个名词，现在来看看它具体指的是什么，顾名思义，就是保证某种事物可用性很高，不容易出现问题，对于服务器来讲，那它指的就是来描述一个系统经过专门的设计，从而增加正常运行时间，减少故障或者宕机停工时间，而保持其服务的高度可用性。

二、 Sentinel （哨兵）是啥？

出现的问题是：Redis主从复制模式下，当主服务器由于故障不能提供服务，需要人工将从节点晋升为主节点，同时需要更新应用方的主节点地址。这种故障处理方法明显是低效且繁琐的。

由此，Redis服务器为了保证高可用性，Sentinel（哨兵）架构诞生了！

sentinel架构就是Redis高可用的解决方案。（图片来源：Redis开发与运维）

它是由一个或多个sentinel实例组成的sentinel系统，可以监视任意多个主服务器，以及其下从服务器。

在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下属的某个服务器升级为新的主服务器，代替下线的主服务器继续处理命令请求。

三、部署 Sentinel过程

sentinel系统的部署大概有下面几个步骤：启动和初始化sentinel命令：

redis-sentinel sentinel.conf

sentinel架构部署如图：

1、初始化服务器

Sentinel 执行的工作和普通 Redis 服务器执行的工作不同，所以 Sentinel 的初始化过程和普通 Redis 服务器的初始化过程并不完全相同。

比如说，普通服务器在初始化时会通过载入 RDB 文件或者 AOF 文件来还原数据库状态，但是Sentinel 并不使用数据库，所以初始化 Sentinel 时就不会载入 RDB 文件或者 AOF 文件。

2、将普通的Redis服务器使用的代码替换成sentinel专用代码

使用REDIS_SENTINEL_PORT端口26379。命令列表包括：ping、sentinel、subscribe、unsubscribe、psubscribe、punsubscribe、info。

Sentinel 则使用 sentinel.c/sentinelcmds 作为服务器的命令表，具体如下：

struct redisCommand sentinelcmds[] = {{"ping",pingCommand,1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"sentinel",sentinelCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"subscribe",subscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"unsubscribe",unsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"psubscribe",psubscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"punsubscribe",punsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},{"info",sentinelInfoCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0}
};

3、初始化sentinel状态

其中，master属性记录了所有被监视的主服务器的相关信息，数据结构是字典。

字典的键是被监视主服务器的名字。
而字典的值是被监视主服务器对应的 sentinel.c/sentinelRedisInstance 结构。

4、创建连向主服务器的网络连接

一个是命令连接，专门用于向主服务器发送的命令，并接受命令回复。
一个是订阅连接，专用用于订阅主服务器的__sentinel__:hello频道，保证频道信息不丢失。

为什么有订阅连接？

在 Redis 目前的发布与订阅功能中，被发送的信息都不会保存在 Redis 服务器里面，如果在信息发送时，想要接收信息的客户端不在线或者断线，那么这个客户端就会丢失这条信息。

因此，为了不丢失 __sentinel__:hello 频道的任何信息， Sentinel 必须专门用一个订阅连接来接收该频道的信息。

因为 Sentinel 需要与多个实例创建多个网络连接，所以 Sentinel 使用的是异步连接。

5、哨兵监控实现原理

Redis Sentinel通过三个定时监控任务完成对各个节点发现和监控，是判定节点不可达的重要保证。

任务1：每隔10秒，每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取最新的拓扑结构，如图所示。

任务2：每隔2秒，定时任务可以完成以下两个工作：

发现新的Sentinel节点：通过订阅主节点的__sentinel__：hello了解其他的Sentinel节点信息，如果是新加入的Sentinel节点，将该Sentinel节点信息保存起来，并与该Sentinel节点创建连接。
Sentinel节点之间交换主节点的状态，作为后面客观下线以及领导者选举的依据。

任务3：每隔1秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点发送一条ping命令做一次心跳检测，来确认这些节点当前是否可达。

四、分布式数据库高并发

高并发（High Concurrency）是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。

高并发相关常用的一些指标有响应时间，吞吐量，每秒查询率QPS（Query Per Second），并发用户数等。

五、Redis集群是如何实现的？

Redis集群就是提供的分布式数据库方案。集群通过分片来进行数据共享，并提供复制和故障转移的功能。

Redis的一个集群由多个节点组成，一个节点就是一个运行在集群模式下的Redis服务器，配置选项cluster-enabled决定是否开启集群模式。

集群的建立通过向一个节点发送cluster meet <ip> <port>命令，握手成功则添加到node节点当前所在的集群。

Redis集群的知识非常丰富，这里简单介绍其中的几个重要的点。

1、【槽指派】

Redis集群通过分片的方式来保存数据库中的键值对。集群的整个数据库被分为16384个槽slot，数据库中的每个键都属于这些槽中的一个，集群中的每个节点可以处理0个或16384个槽。

2、【重新分片】

可以将任意数量的已经指派给某个节点的槽改为指派给另一个节点，并且相关槽所属的键值对也会移动到目标节点。

3、【MOVED错误】

当节点发现键所在的槽并非由自己处理时候，节点就会向客户端返回一个MOVED错误，指引客户端转向正在负责槽的节点。

集群模式下的客户端并不会打印出MOVED错误，而是自动进行节点转向，打印转向信息，单机模式下就会打印出错误信息。

4、【ASK错误】

在重新分片期间，可能出现部分分片存在于不同节点的情况，客户端向源节点发送键值对请求命令，出现ASK错误。同样的，集群模式下ASK错误会自动转向目标节点。

可能单纯的文字描述阅读起来有点枯燥，但内容算是干货总结，值得阅读，最后一键三连更好哈：）

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