Redis 高可用实战源码解析（Sentinel + Cluster 整合应用）

1. 前言

Redis 高可用体系主要包括两个部分：

Redis Sentinel：哨兵机制，监控、自动故障转移。
Redis Cluster：分布式集群，数据分片与自动路由。

在生产环境中，Redis 高可用方案通常结合 复制、持久化、内存优化，保证系统稳定运行。

2. Sentinel 哨兵机制

2.1 哨兵职责

监控：定期向 Master/Slave 发送 PING，检查存活状态
通知：Master 故障时通知其他 Sentinel 和客户端
故障转移：选举新的 Master 并让 Slave 复制到新 Master
配置提供者：客户端可通过 Sentinel 获取 Master 地址

2.2 哨兵源码核心

sentinel.c：核心循环，事件驱动，类似 Redis 主线程
sentinel_monitor.c：管理被监控的 Redis 实例
sentinel_failover.c：故障转移逻辑

核心事件循环

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while (!sentinelShutdown) {
    aeProcessEvents(sentinelEventLoop);
    sentinelCheckConfig();
    sentinelCheckFailoverState();
}

故障判定流程

Sentinel 检测 Master 不可达
Sentinel 进入 subjectively down (SDOWN) 状态
多个 Sentinel 交互判断 Master objectively down (ODOWN)
触发 故障转移

故障转移流程

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void sentinelFailoverStateWaitStart() {
    electSlaveAsMaster();
    promoteSlaveToMaster();
    reconfigureOtherSlaves();
    updateClients();
}

3. Redis Cluster 集群机制

3.1 集群特点

数据分片：使用 16384 个 hash slot 分布到节点
自动路由：客户端根据 key hash 自动路由到对应节点
高可用：每个节点有从节点备份

3.2 源码核心

cluster.c：集群状态机、节点管理
cluster.c 中关键结构：

c 复制代码

typedef struct clusterNode {
    char name[40];
    int flags;
    int slots[16384/8];  // hash slot bitmap
    int numslots;
    struct clusterNode *slaveof;
} clusterNode;

typedef struct clusterState {
    clusterNode *myself;
    clusterNode **nodes;
    int state; // ok / fail / handshake
} clusterState;

3.3 节点状态切换

FAIL：节点不可用
PFAIL：节点疑似不可用
HANDSHAKE：节点加入时的握手状态

4. 高可用整合应用

4.1 数据复制 + 持久化

Master 节点通过 RDB/AOF 持久化数据
Slave 节点通过 PSYNC 完成复制
Sentinel 监控 Master 状态，并在 Master 故障时触发 Slave 升级

4.2 内存优化支撑

Jemalloc + LRU/LFU 避免主节点内存溢出
惰性删除和后台释放保证故障转移期间不阻塞主线程

4.3 整个高可用链路

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客户端写命令
   ↓
Master 写入内存 + AOF
   ↓
Slave 异步复制
   ↓
Sentinel 监控节点状态
   ↓
Master 故障 → Sentinel 选举新 Master
   ↓
Slave 升级为 Master，更新集群信息
   ↓
客户端通过 Sentinel 获取新 Master 地址

5. 实战案例

假设 Redis 集群如下：

节点	角色	状态
redis-01	Master	正常
redis-02	Slave	正常
redis-03	Slave	正常
sentinel-01	Sentinel	正常
sentinel-02	Sentinel	正常
sentinel-03	Sentinel	正常

5.1 Master 故障

redis-01 宕机
Sentinel-01、02、03 检测 Master 下线
多数 Sentinel 达成共识 → redis-02 被选为新 Master
redis-03 更新复制目标到新 Master

5.2 客户端重连

客户端向 Sentinel 查询 Master 地址
自动路由到 redis-02
数据依旧可用，系统实现 零宕机切换

5.3 集群扩展

新节点加入 Cluster
cluster.c 完成 hash slot rebalancing
客户端自动感知新节点并路由请求

6. 源码调用链梳理

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Redis Master 故障 → Sentinel 事件循环(sentinel.c)
   ↓
sentinelCheckFailoverState() → sentinelFailoverStateWaitStart()
   ↓
选举新 Master → promoteSlaveToMaster()
   ↓
reconfigureOtherSlaves() 更新复制关系
   ↓
更新客户端配置 → 客户端通过 Sentinel 获取新 Master

7. 小结

本文通过源码和实战案例解析了 Redis 高可用整合应用：

Sentinel：监控、故障判定、故障转移
Cluster：数据分片、节点路由、状态管理
复制 + 持久化：保证数据可靠性
内存优化机制：支撑高并发和稳定性
整合应用：客户端请求透明切换到新 Master，实现高可用

📌 至此，Redis 从 内存优化、对象系统、事件驱动、数据结构、命令执行、持久化、复制 到 高可用 的完整内部机制与应用链路，已经讲解完整。