Redis高可用方案详解：主从复制与哨兵模式实战指南

一、引言

Redis作为高性能的内存数据库，广泛应用于缓存、消息队列、实时统计等场景。但在生产环境中，单节点Redis存在单点故障风险，一旦宕机可能导致服务中断。为此，Redis提供了**主从复制（Replication）和哨兵模式（Sentinel）**两种核心机制，共同构建高可用架构。本文将深入解析这两种技术，并提供详细配置指南。

二、Redis主从复制（Replication）

1. 什么是主从复制？

主从复制通过将一台Redis服务器（主节点/Master）的数据实时复制到多个从节点（Slave），实现数据冗余和读写分离。主节点负责写操作，从节点默认只读。

2. 主从复制的核心作用

• 数据冗余：防止数据丢失。

• 读写分离：主节点写，从节点读，提升并发能力。

• 故障恢复：主节点故障后，从节点可升级为主节点。

3. 主从复制工作原理

1. 全量复制（首次同步）：

   • 从节点向主节点发送SYNC命令。

   • 主节点执行BGSAVE生成RDB文件，并将期间的写命令缓存。

   • 传输RDB文件到从节点，从节点加载数据。

   • 主节点发送缓存命令，从节点执行增量同步。

2. 增量复制（后续同步）：

   • 主节点维护环形缓冲区（repl_backlog）记录写命令。

   • 从节点断线重连后，发送PSYNC命令携带偏移量（offset）。

   • 主节点根据偏移量发送增量数据。

4. 主从复制配置示例

步骤1：配置从节点
修改从节点的redis.conf：

# 6380端口为从节点
port 6380
replicaof 127.0.0.1 6379  # 主节点IP和端口

步骤2：启动并验证

# 启动主节点
redis-server --port 6379

# 启动从节点
redis-server redis.conf

# 查看主从状态
redis-cli -p 6379 info replication

输出结果示例：

# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=1234,lag=0

三、Redis哨兵模式（Sentinel）

1. 哨兵模式的作用

哨兵是独立进程，用于监控Redis节点的健康状态，主要功能包括：

• 监控：检测主从节点是否正常运行。

• 自动故障转移：主节点故障时，选举新主节点。

• 通知：通过API向管理员发送告警。

• 配置中心：客户端通过哨兵获取当前主节点地址。

2. 哨兵工作原理

1. 主观下线（SDOWN）：单个哨兵认为节点不可达。

2. 客观下线（ODOWN）：多个哨兵（需达成quorum共识）确认主节点下线。

3. 选举Leader哨兵：由Leader执行故障转移。

4. 故障转移流程：

   • 选择优先级高、偏移量最新的从节点。

   • 将其升级为主节点，其他从节点切换为新主节点的副本。

3. 哨兵模式配置示例

步骤1：创建哨兵配置文件
sentinel.conf内容：

port 26379
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2  # 监控主节点，2表示至少2个哨兵同意
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000  # 5秒无响应视为下线
sentinel failover-timeout mymaster 60000  # 故障转移超时时间

步骤2：启动哨兵

redis-sentinel sentinel.conf

步骤3：查看哨兵状态

redis-cli -p 26379 info sentinel

输出示例：

# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=127.0.0.1:6379,slaves=1,sentinels=3

四、主从复制 + 哨兵模式：高可用架构实战

1. 架构示意图

+------------+        +------------+        +------------+
|  Master    |<-------+  Sentinel  +------->|  Slave 1   |
| (Redis 6379)|        |  (26379)   |        | (Redis 6380)|
+------------+        +------------+        +------------+
                           ^
                           |
                     +------------+
                     |  Slave 2   |
                     | (Redis 6381)|
                     +------------+

2. 客户端连接方式

客户端通过哨兵获取主节点地址：

JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinelSet);
Jedis jedis = pool.getResource();

五、常见问题与解决方案

1. 主从复制延迟：

   • 优化主节点配置（如关闭AOF的appendfsync everysec）。

   • 使用WAIT命令强制同步（但会阻塞客户端）。

2. 脑裂问题（Split-Brain）：

   • 设置min-replicas-to-write 1，主节点需至少有一个从节点才能写入。

3. 哨兵部署建议：

   • 至少部署3个哨兵节点，跨物理机分布。

   • quorum值设置为超过半数（如3个哨兵设置quorum=2）。

六、总结

Redis主从复制与哨兵模式共同构建了高可用的基础架构，适用于大多数业务场景。然而，对于更大规模的数据分布，可进一步研究Redis Cluster分片方案。掌握这些技术后，可有效提升系统稳定性，为业务保驾护航。

附录：相关命令速查

# 手动切换主从
REPLICAOF NEW_MASTER_IP PORT

# 查看哨兵日志
tail -f /var/log/redis/sentinel.log