Redis Sentinel获取主服务器信息的缓存应用
1. Redis Sentinel 概述
Redis Sentinel 是 Redis 的高可用性解决方案。它旨在解决 Redis 主从复制架构中主服务器单点故障的问题。Sentinel 系统由一个或多个 Sentinel 进程组成，这些进程监控 Redis 主服务器和从服务器，并在主服务器发生故障时自动进行故障转移，选举出一个新的主服务器。
1.1 Sentinel 的工作原理
Sentinel 通过不断地向 Redis 服务器发送 PING 命令来监控它们的健康状态。当 Sentinel 检测到主服务器主观下线（即单个 Sentinel 认为主服务器不可用）时，它会与其他 Sentinel 进行协商，以确定主服务器是否确实客观下线（即多个 Sentinel 都认为主服务器不可用）。如果主服务器被判定为客观下线，Sentinel 会发起选举，从从服务器中选出一个新的主服务器，并通知其他从服务器和客户端进行相应的调整。
1.2 Sentinel 的配置
Sentinel 的配置文件通常名为 sentinel.conf。以下是一个简单的 Sentinel 配置示例：
# 监控名为mymaster的主服务器，IP地址为192.168.1.100，端口为6379，
# 这里的2表示需要至少2个Sentinel同意才能判定主服务器客观下线
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 180000
2. 获取 Redis 主服务器信息
在使用 Redis Sentinel 的场景中，获取主服务器的信息是一个常见的需求。这对于客户端连接到正确的主服务器以及了解系统当前的状态非常重要。
2.1 通过 Sentinel 命令获取主服务器信息
Sentinel 提供了 SENTINEL GET-MASTER-ADDR-BY-NAME 命令来获取指定名称的主服务器地址。可以通过 Redis 客户端执行这个命令，例如：
redis-cli -p 26379 SENTINEL GET-MASTER-ADDR-BY-NAME mymaster
上述命令假设 Sentinel 运行在端口 26379 上，mymaster 是配置中定义的主服务器名称。执行结果将返回主服务器的 IP 地址和端口号。
2.2 在代码中获取主服务器信息
不同的编程语言都有相应的 Redis 客户端库，以下以 Python 和 Java 为例，展示如何在代码中获取 Redis 主服务器信息。
2.2.1 Python 示例
使用 redis - py 库来实现。首先需要安装 redis - py：
pip install redis
以下是获取主服务器信息的 Python 代码：
import redis
# 连接到Sentinel
sentinel = redis.sentinel.Sentinel([('192.168.1.100', 26379)], socket_timeout = 0.1)
# 获取主服务器信息
master = sentinel.discover_master('mymaster')
print(master)
在上述代码中，redis.sentinel.Sentinel 用于连接到 Sentinel，discover_master 方法根据主服务器名称获取主服务器的地址信息。
2.2.2 Java 示例
使用 Jedis 库来实现。在 pom.xml 中添加 Jedis 依赖：
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>3.6.0</version>
</dependency>
以下是获取主服务器信息的 Java 代码：
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class RedisSentinelExample {
public static void main(String[] args) {
Set<String> sentinels = new HashSet<>();
sentinels.add("192.168.1.100:26379");
JedisSentinelPool jedisSentinelPool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels);
HostAndPort master = jedisSentinelPool.getCurrentHostMaster();
System.out.println("Master IP: " + master.getHost() + ", Port: " + master.getPort());
jedisSentinelPool.close();
}
}
在上述代码中，JedisSentinelPool 用于连接 Sentinel 并管理 Redis 连接，getCurrentHostMaster 方法获取当前主服务器的地址信息。
3. 缓存应用场景
获取 Redis 主服务器信息后，在一些场景下可以进行缓存，以提高系统的性能和稳定性。
3.1 减少 Sentinel 交互次数
在高并发场景下，频繁地向 Sentinel 获取主服务器信息可能会增加 Sentinel 的负载。通过缓存主服务器信息，可以减少与 Sentinel 的交互次数。例如，在一个 Web 应用中，多个请求可能都需要连接到 Redis 主服务器，如果每次请求都去查询 Sentinel，会增加系统的开销。缓存主服务器信息后，在一定时间内可以直接使用缓存的信息进行连接。
3.2 应对 Sentinel 故障
当 Sentinel 出现故障时，如果没有缓存主服务器信息，客户端可能无法获取到主服务器地址，从而导致服务中断。缓存主服务器信息可以在 Sentinel 短暂故障期间，客户端依然能够连接到 Redis 主服务器，保证服务的连续性。
4. 实现缓存主服务器信息
4.1 使用本地缓存
在应用程序内部使用本地缓存来存储主服务器信息是一种简单的方式。
4.1.1 Python 示例
使用 functools.lru_cache 装饰器来实现简单的本地缓存：
import redis
import functools
# 连接到Sentinel
sentinel = redis.sentinel.Sentinel([('192.168.1.100', 26379)], socket_timeout = 0.1)
@functools.lru_cache(maxsize = 1)
def get_master_info():
return sentinel.discover_master('mymaster')
master = get_master_info()
print(master)
在上述代码中，functools.lru_cache 装饰器缓存了 get_master_info 函数的返回结果，maxsize = 1 表示只缓存一个结果，这样下次调用该函数时，如果参数相同（这里没有参数），就直接返回缓存的结果，而不会再次调用函数从 Sentinel 获取主服务器信息。
4.1.2 Java 示例
使用 Guava 库的 CacheBuilder 来实现本地缓存：
import com.google.common.cache.Cache;
import com.google.common.cache.CacheBuilder;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
public class RedisSentinelCacheExample {
private static final Cache<String, HostAndPort> masterCache = CacheBuilder.newBuilder()
.maximumSize(1)
.build();
public static HostAndPort getMasterInfo() throws ExecutionException {
return masterCache.get("mymaster", () -> {
Set<String> sentinels = new HashSet<>();
sentinels.add("192.168.1.100:26379");
JedisSentinelPool jedisSentinelPool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels);
HostAndPort master = jedisSentinelPool.getCurrentHostMaster();
jedisSentinelPool.close();
return master;
});
}
public static void main(String[] args) {
try {
HostAndPort master = getMasterInfo();
System.out.println("Master IP: " + master.getHost() + ", Port: " + master.getPort());
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在上述代码中，CacheBuilder 创建了一个最大容量为 1 的缓存，get 方法尝试从缓存中获取主服务器信息，如果不存在则通过 Callable 来获取并缓存。
4.2 使用 Redis 自身缓存
除了本地缓存，还可以使用 Redis 自身来缓存主服务器信息。这样在分布式环境下，多个应用实例可以共享这个缓存信息。
4.2.1 Python 示例
import redis
# 连接到普通Redis实例
redis_client = redis.Redis(host='192.168.1.101', port = 6379, db = 0)
# 连接到Sentinel
sentinel = redis.sentinel.Sentinel([('192.168.1.100', 26379)], socket_timeout = 0.1)
def get_cached_master():
master_info = redis_client.get('master_info')
if master_info:
return eval(master_info.decode('utf - 8'))
master = sentinel.discover_master('mymaster')
redis_client.setex('master_info', 300, str(master))
return master
master = get_cached_master()
print(master)
在上述代码中，首先尝试从 Redis 中获取缓存的主服务器信息，如果不存在则从 Sentinel 获取并缓存到 Redis 中，设置过期时间为 300 秒（setex 命令）。
4.2.2 Java 示例
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class RedisSelfCacheExample {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("192.168.1.101", 6379);
String masterInfo = jedis.get("master_info");
if (masterInfo != null) {
String[] parts = masterInfo.split(":");
System.out.println("Master IP: " + parts[0] + ", Port: " + parts[1]);
} else {
Set<String> sentinels = new HashSet<>();
sentinels.add("192.168.1.100:26379");
JedisSentinelPool jedisSentinelPool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels);
String master = jedisSentinelPool.getCurrentHostMaster().toString();
jedis.setex("master_info", 300, master);
System.out.println("Master IP: " + master.split(":")[0] + ", Port: " + master.split(":")[1]);
jedisSentinelPool.close();
}
jedis.close();
}
}
在上述代码中，Java 程序先从 Redis 中获取缓存的主服务器信息，如果没有则从 Sentinel 获取并缓存到 Redis 中，同样设置过期时间为 300 秒。
5. 缓存更新策略
在缓存主服务器信息时，需要考虑缓存更新策略，以确保缓存信息的准确性。
5.1 定期更新
可以设置一个定时器，定期从 Sentinel 获取最新的主服务器信息并更新缓存。例如，在 Python 中可以使用 threading.Timer 来实现：
import redis
import threading
# 连接到普通Redis实例
redis_client = redis.Redis(host='192.168.1.101', port = 6379, db = 0)
# 连接到Sentinel
sentinel = redis.sentinel.Sentinel([('192.168.1.100', 26379)], socket_timeout = 0.1)
def update_cached_master():
master = sentinel.discover_master('mymaster')
redis_client.setex('master_info', 300, str(master))
threading.Timer(60, update_cached_master).start()
update_cached_master()
在上述代码中，threading.Timer 每 60 秒调用一次 update_cached_master 函数，更新 Redis 中的缓存信息。
5.2 事件驱动更新
Sentinel 在主服务器发生故障转移等事件时，可以通过发布 - 订阅机制通知客户端。客户端可以监听这些事件，当接收到主服务器信息变化的通知时，立即更新缓存。
5.2.1 Python 示例
import redis
# 连接到普通Redis实例用于发布订阅
redis_pubsub = redis.Redis(host='192.168.1.101', port = 6379, db = 0)
# 连接到Sentinel
sentinel = redis.sentinel.Sentinel([('192.168.1.100', 26379)], socket_timeout = 0.1)
pubsub = redis_pubsub.pubsub()
pubsub.subscribe('sentinel_events')
def update_cache_on_event():
for message in pubsub.listen():
if message['type'] =='message':
if b'master' in message['data']:
master = sentinel.discover_master('mymaster')
redis_pubsub.setex('master_info', 300, str(master))
update_cache_on_event()
在上述代码中，pubsub.subscribe('sentinel_events') 订阅了 sentinel_events 频道，当接收到包含 master 相关信息的消息时，更新缓存。
5.2.2 Java 示例
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;
import redis.clients.jedis.JedisSentinelPool;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class EventDrivenCacheUpdate {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("192.168.1.101", 6379);
Set<String> sentinels = new HashSet<>();
sentinels.add("192.168.1.100:26379");
JedisSentinelPool jedisSentinelPool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels);
jedis.subscribe(new JedisPubSub() {
@Override
public void onMessage(String channel, String message) {
if (message.contains("master")) {
String master = jedisSentinelPool.getCurrentHostMaster().toString();
jedis.setex("master_info", 300, master);
}
}
}, "sentinel_events");
jedisSentinelPool.close();
jedis.close();
}
}
在上述代码中，Java 程序通过 jedis.subscribe 监听 sentinel_events 频道，当接收到包含 master 的消息时，更新 Redis 中的缓存信息。
6. 注意事项
6.1 缓存一致性
在使用缓存时，要注意缓存一致性问题。特别是在分布式环境下，不同节点可能缓存了不同版本的主服务器信息。可以通过设置合理的缓存过期时间、使用分布式缓存一致性协议等方式来尽量减少缓存不一致的情况。
6.2 Sentinel 配置变化
如果 Sentinel 的配置发生变化，例如新增或移除 Sentinel 节点、修改主服务器名称等，可能会影响到获取主服务器信息的逻辑。在进行这些配置更改时，要确保缓存更新机制能够正确处理这些变化，避免客户端连接到错误的主服务器。
6.3 缓存失效处理
当缓存失效时，例如缓存过期或缓存数据丢失，客户端需要能够及时从 Sentinel 获取最新的主服务器信息。要保证获取信息的过程不会因为 Sentinel 负载过高或网络问题而长时间阻塞，影响系统的正常运行。可以设置合理的超时时间、进行重试等操作来应对这种情况。
通过以上对 Redis Sentinel 获取主服务器信息的缓存应用的详细介绍，包括原理、代码实现、缓存策略和注意事项等方面，希望能够帮助开发者在实际项目中更好地利用 Redis Sentinel 构建高可用的 Redis 应用，并通过缓存优化系统性能。