前言
Redis 是一个开源的内存数据存储系统，它支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。Redis 也支持主从复制，可以实现高可用性的系统部署。在 Redis 主从复制的架构中，主节点可以将数据同步到多个从节点，当主节点故障时，从节点可以自动切换为主节点，保证系统的可用性。本文将介绍 Redis 如何实现主从故障切换。
Redis 主从复制
Redis 主从复制是指将一个 Redis 服务器的数据复制到另一个 Redis 服务器上，被复制的 Redis 服务器称为主节点，复制它的 Redis 服务器称为从节点。主节点将自己的数据变化通过异步复制的方式同步给从节点，从而实现数据的备份和读写分离。主从复制的架构如下图所示：
在 Redis 主从复制的架构中，主节点负责写入数据和同步数据变化，从节点负责读取数据。当主节点故障时，从节点可以自动切换为主节点，保证系统的可用性。
Redis 主从故障切换
Redis 主从故障切换是指当 Redis 主节点故障时，从节点自动切换为主节点，保证系统的可用性。Redis 主从故障切换可以分为手动切换和自动切换两种方式。
手动切换
手动切换是指管理员手动将某个从节点切换为主节点，这种方式需要管理员手动操作，适用于故障发生时需要快速恢复系统的情况。手动切换的步骤如下：
- 找到一个健康的从节点，将其升级为主节点。
- 将原来的主节点设置为从节点，同步新的主节点的数据。
- 更新应用程序的配置文件，将新的主节点地址更新到配置文件中。
手动切换的优点是可以快速恢复系统，但缺点是需要管理员手动操作，容易出现误操作和延迟。
自动切换
自动切换是指当 Redis 主节点故障时，从节点自动切换为主节点，这种方式不需要管理员手动操作，适用于故障发生时需要自动恢复系统的情况。自动切换的实现需要 Redis Sentinel。
Redis Sentinel
Redis Sentinel 是 Redis 官方提供的一种高可用性解决方案，它可以监控 Redis 的状态并在主节点故障时自动切换从节点为主节点。Redis Sentinel 的架构如下图所示：
Redis Sentinel 由多个 Sentinel 进程组成，每个 Sentinel 进程都会监控多个 Redis 实例的状态，并将状态信息发送给其他 Sentinel 进程。当某个 Redis 实例的状态发生变化时，Sentinel 进程会进行投票，选出新的主节点。Sentinel 进程之间通过互相通信来保证系统的可用性。
Redis Sentinel 的配置
Redis Sentinel 的配置包括 sentinel.conf 和 redis.conf 两个文件，其中 sentinel.conf 是 Sentinel 进程的配置文件，redis.conf 是 Redis 实例的配置文件。
sentinel.conf 的配置示例如下：
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其中，port 是 Sentinel 进程的端口号，daemonize 表示将 Sentinel 进程作为守护进程运行，logfile 和 pidfile 分别表示 Sentinel 进程的日志文件和 PID 文件。sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2 表示监控名为 mymaster 的 Redis 实例，IP 地址为 127.0.0.1，端口号为 6379，当 Redis 实例连续两次超时时，Sentinel 进程会将其标记为下线状态。sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 表示当 Redis 实例连续两次超时时，Sentinel 进程将其标记为下线状态的时间阈值为 30000 毫秒。sentinel failover-timeout mymaster 180000 表示 Sentinel 进行自动切换的时间阈值为 180000 毫秒。sentinel parallel-syncs mymaster 1 表示在进行自动切换时，只有一个从节点进行同步数据。
redis.conf 的配置示例如下：
---- ---- --------- --- ------- -------------------------- ------- -------------------------- ------- --------- ----
其中，port 是 Redis 实例的端口号，daemonize 表示将 Redis 实例作为守护进程运行，logfile 和 pidfile 分别表示 Redis 实例的日志文件和 PID 文件。slaveof 127.0.0.1 6380 表示将当前 Redis 实例设置为从节点，主节点的 IP 地址为 127.0.0.1，端口号为 6380。
Redis Sentinel 的使用
使用 Redis Sentinel 实现自动切换需要进行以下步骤：
- 启动 Sentinel 进程。
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- 启动 Redis 实例。
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- 测试主从复制。
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关闭 Redis 主节点。
查看 Sentinel 进程日志，可以看到自动切换的过程。
自动切换的过程如下：
- 当主节点下线时，Sentinel 进程会将其标记为下线状态，并开始进行选举。
- Sentinel 进程会向其他 Sentinel 进程发送选举请求，请求投票。
- Sentinel 进程收到其他 Sentinel 进程的投票后，选出新的主节点。
- Sentinel 进程将新的主节点的信息发送给从节点，从节点开始同步数据。
- 应用程序重新连接到新的主节点，并继续使用 Redis。
总结
Redis 主从复制是实现高可用性的系统部署方式之一，可以将数据同步到多个节点上，保证系统的可用性。Redis 主从故障切换可以分为手动切换和自动切换两种方式，手动切换需要管理员手动操作，自动切换需要使用 Redis Sentinel 实现。使用 Redis Sentinel 可以实现自动切换，并保证系统的可用性。
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