对线面试官 -Redis 八 | 基于哨兵 HA 的原理

面试官：之前聊了基于哨兵模式的 Redis 高可用，那哨兵如何部署才能保证故障转移成功呢？

派大星：哨兵集群必须部署 2 个以上节点，如果哨兵集群仅仅部署了 2 个哨兵实例，quorum = 1。

如果 master 宕机， s1 和 s2 中只要有 1 个哨兵认为 master 宕机了，就可以进行切换，同时 s1 和 s2 会选举出一个哨兵来执行故障转移。但是同时这个时候，需要 majority，也就是大多数哨兵都是运行的。

2 个哨兵，majority=2

3 个哨兵，majority=2

4 个哨兵，majority=2

5 个哨兵，majority=3

如果此时仅仅是 M1 进程宕机了，哨兵 s1 正常运行，那么故障转移是 OK 的。但是如果是整个 M1 和 S1 运行的机器宕机了，那么哨兵只有 1 个，此时就没有 majority 来允许执行故障转移，虽然另外一台机器上还有一个 R1，但是故障转移不会执行。

经典的 3 节点哨兵集群是这样的：

配置 quorum=2，如果 M1 所在机器宕机了，那么三个哨兵还剩下 2 个，S2 和 S3 可以一致认为 master 宕机了，然后选举出一个来执行故障转移，同时 3 个哨兵的 majority 是 2，所以还剩下的 2 个哨兵运行着，就可以允许执行故障转移。

面试官：哨兵集群的自动发现机制了解吗？

派大星：这个我知道，哨兵之间的发现其实现方式是通过 Redis 的 pub/sub，每个哨兵都会网__sentinel__:hello这个 channel 里发送一个消息，这个时候所有其它哨兵都可以消费到这个消息，并感知到其它哨兵的存在。

• 同时，每隔两秒钟，每个哨兵都会往自己监控的某个 master+slave 对应的__sentinel__:hellochannel 里发送一个消息，内容是自己 host、ip 和 runid 还有对这个 master 的监控配置。

• 每个哨兵也会去监听自己监控的每个 master + slave 对应的__sentinel__:hellochannel，然后去感知到同样在监听这个 master+slave 的其它哨兵的存在

• 每个视频还会和其它哨兵交换对 master 的监控配置，互相进行监控配置的同步

面试官：不错。有了解 slave 配置的自动纠正吗？

派大星：其实是哨兵会负责自动纠正 slave 的一些配置，比如 slave 如果要成为潜在的 master 候选人，哨兵会确保 slave 复制现有 master 的数据，如果 slave 连接到一个错误的 master 上，比如故障迁移之后，那么哨兵会确保它们连接到正确的 master 上

面试官：那你知道对你的选举算法吗？可以聊一聊 slave 选举为 master 的算法吗？

派大星：如果一个 master 被任务odown了，而且 majority(大多数)的数量的哨兵都允许主备切换，那么某个哨兵就会执行主备切换操作，此时首先要选举一个 slave 来，当然如果一个 slave 与 master 断开连接的时间已经超过了down-after-milliseconds的 10 倍，那么 slave 就会被认为不适合选举为 master

(down-after-milliseconds * 10) + milliseconds_since_master_is_in_SDOWN_state

具体 slave 排序规则如下：

• 首先按照 slave 的优先级排序，slave priority 越低，优先级越高

• 如果 slave priority 相同，那么看 replica offset，哪个 slave 复制了越多的数据，offset 越靠后，优先级则就越高

• 如果上两个条件都相同，那么选择一个 run id 比较小的那个 slave。

面试官：好的，刚刚有提到odown什么是odown，能简单解释以下吗？

派大星：可以，

• odown 是客观宕机，如果 quorum 数量的哨兵都觉得一个 master 宕机了，那么就是客观宕机

• sdown 是主观宕机，就一个哨兵如果自己都觉得一个 master 宕机了，那么就是主管宕机。

简单来说 sdown 达成的条件很简单，如果一个哨兵 ping 一个 master，超过了is-master-down-after-milliseconds指定的毫秒数之后，就主观认为 master 宕机了；如果一个哨兵在指定时间内，收到了 quorum 数量的其它哨兵也认为那个 master 是 sdown 的，那么就是认为是 odown 了。

面试官：好的上面看你有提到 quorum 和 majority，这两个能解释以下吗？

派大星：可以的，首先每一次哨兵要做主备切换，首先需要 quorum 数量的哨兵认为 odown，然后选举出一个哨兵来切换，这个哨兵还需要得到 majority 哨兵的授权才可以进行切换。

如果当 quorum < majority，比如 5 个哨兵，majority 就是 3，quorum 设置为 2，那么就 3 个哨兵授权就可以执行切换。

但是如果 quorum >= majority，那么必须 quorum 数量的哨兵都授权，比如 5 个哨兵，quorum 是 5，那么必须 5 个哨兵都同意授权，才能执行切换。

面试官：了解 configuration epoch 吗？

派大星：哨兵会对一套 redis master+slaves 进行监控，有相应的监控的配置。

执行切换的那个哨兵，会从要切换到的新 master（salve->master）那里得到一个 configuration epoch，这就是一个 version 号，每次切换的 version 号都必须是唯一的。

如果第一个选举出的哨兵切换失败了，那么其他哨兵，会等待 failover-timeout 时间，然后接替继续执行切换，此时会重新获取一个新的 configuration epoch，作为新的 version 号。

面试官：了解 configuration 传播吗？

派大星：哨兵完成切换之后，会在自己本地更新生成最新的 master 配置，然后同步给其他的哨兵，就是通过之前说的 pub/sub 消息机制。

这里之前的 version 号就很重要了，因为各种消息都是通过一个 channel 去发布和监听的，所以一个哨兵完成一次新的切换之后，新的 master 配置是跟着新的 version 号的。其他的哨兵都是根据版本号的大小来更新自己的 master 配置的。configuration 传播

哨兵完成切换之后，会在自己本地更新生成最新的 master 配置，然后同步给其他的哨兵，就是通过之前说的 pub/sub 消息机制。这里之前的 version 号就很重要了，因为各种消息都是通过一个 channel 去发布和监听的，所以一个哨兵完成一次新的切换之后，新的 master 配置是跟着新的 version 号的。其他的哨兵都是根据版本号的大小来更新自己的 master 配置的。

面试官：非常不错，我对你这边的情况还是比较满意的。

派大星：谢谢。

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