🪖 哨兵
🖥️ 问题导入
Redis的主从复制模式下,⼀旦主节点由于故障不能提供服务,需要⼈⼯进⾏主从切换,同时⼤量的客⼾端需要被通知切换到新的主节点上,对于上了⼀定规模的应⽤来说,这种⽅案是⽆法接受的,于是Redis从2.8开始提供了Redis Sentinel(哨兵)来解决这个问题。
📑 目录
- [1. 基本概念](#1. 基本概念)
- [2. 主从复制问题](#2. 主从复制问题)
- [3. 手动恢复主节点故障](#3. 手动恢复主节点故障)
- [4. 哨兵自动恢复主节点故障](#4. 哨兵自动恢复主节点故障)
- [5. 安装部署 - 实战](#5. 安装部署 - 实战)
- [5.1 准备工作](#5.1 准备工作)
- [5.2 编排 Redis 主从节点](#5.2 编排 Redis 主从节点)
- [5.3 编排 redis-sentinel 节点](#5.3 编排 redis-sentinel 节点)
- [6. 主观下线和客观下线](#6. 主观下线和客观下线)
- [7. 选举原理](#7. 选举原理)
- [7.1 主观下线](#7.1 主观下线)
- [7.2 客观下线](#7.2 客观下线)
- [7.3 选出 leader 哨兵](#7.3 选出 leader 哨兵)
- [7.4 leader 挑选出合适的 slave 成为新的 master](#7.4 leader 挑选出合适的 slave 成为新的 master)
- [8. 小结](#8. 小结)
- [9. 经典面试题](#9. 经典面试题)
。
✅️ 1. 基本概念
Redis Sentinel 基本名词解释如下:
| 名词 | 逻辑结构 | 物理结构 |
|---|---|---|
| 主节点 | Redis 主服务 | 一个独立的 redis-server 进程 |
| 从节点 | Redis 从服务 | 一个独立的 redis-server 进程 |
| Redis 数据节点 | 主从节点 | 主节点和从节点的进程 |
| 哨兵节点 | 监控 Redis 数据节点的节点 | 一个独立的 redis-sentinel 进程 |
| 哨兵节点集合 | 若干哨兵节点的抽象组合 | 若干 redis-sentinel 进程 |
| Redis 哨兵(Sentinel) | Redis 提供的高可用方案 | 哨兵节点集合和 Redis 主从节点 |
| 应用方 | 泛指一个或多个客户端 | 一个或多个连接 Redis 的进程 |
💡
Redis Sentinel是Redis的⾼可⽤实现⽅案,在实际的⽣产环境中,对提⾼整个系统的⾼可⽤是⾮常有帮助的
✅️ 2. 主从复制问题
Redis 的主从复制模式 可以将主节点的数据改变同步到从节点,这样从节点就可以起到两个作⽤:
第⼀,作为主节点的⼀个备份,⼀旦主节点出了故障无法访问,从节点可以作为后备 "顶" 上来,并且保证数据尽量不丢失(主从复制表现为最终⼀致性)。
第⼆,从节点可以分担主节点上的读压⼒,让主节点只承担写请求的处理,将所有的读请求负载均衡到各个从节点上。但是主从复制模式并不是万能的,它同样遗留下以下⼏个问题:
- 主节点发⽣故障时,主从节点切换过程是复杂的,需要完全的⼈⼯参与,导致故障恢复时间具有不确定性。
- 主节点可以将读压⼒分散出去,但写压⼒/存储压⼒是⽆法被分担的,还是受到单机的限制。
其中第⼀个问题是⾼可⽤问题,即 Redis 哨兵主要解决的问题。
第⼆个问题是属于存储分布式的问题,留给Redis集群去解决。
✅️ 3. 手动恢复主节点故障

✅️ 4. 哨兵自动恢复主节点故障
当主节点出现故障时,Redis Sentinel 能⾃动完成故障发现和故障转移 ,并通知应⽤⽅,从⽽实现真正的⾼可⽤。
Redis Sentinel 是⼀个分布式架构,其中包含若⼲个 Sentinel 节点和 Redis 数据节点,每个Sentinel 节点会对数据节点和其余 Sentinel 节点进⾏监控,当它发现节点不可达时,会对节点做下线表⽰。如果下线的是主节点,它还会和其他的 Sentinel 节点进⾏ "协商",当⼤多数Sentinel节点对主节点不可达这个结论达成共识之后,它们会在内部 "选举" 出⼀个领导节点来完成⾃动故障转移的⼯作,同时将这个变化实时通知给 Redis 应⽤⽅。整个过程是完全⾃动的,不需要⼈⼯介⼊。

🍃 理解:第
2步的目的主要是防⽌出故障的不是主节点,⽽是发现故障的哨兵节点,该情况经常发⽣于哨兵节点的⽹络被孤⽴的场景下。
通过上⾯的介绍,可以看出 Redis Sentinel 具有以下⼏个功能:
- 监控:
Sentinel节点会定期检测Redis数据节点、其余哨兵节点是否可达。 - 故障转移: 实现从节点晋升
(promotion)为主节点并维护后续正确的主从关系。 - 通知:
Sentinel节点会将故障转移的结果通知给应⽤⽅。
🔝拓展:分布式系统的基本原则:在分布式系统中,应该避免使用"单点".
❓ 为什么Redis中使用的哨兵个数推荐使用奇数个?
Redis Sentinel 通常部署 3、5、7 个哨兵节点 ,主要是因为哨兵的Leader选举采用多数派投票机制 。使用奇数个节点,可以在保证容错能力的同时减少资源浪费。
多数派投票机制
当 Redis 主节点发生故障时,哨兵需要选举出一个 Leader,由它负责执行故障转移。
Leader 必须获得超过半数哨兵的选票 才能当选。
为什么推荐奇数个?
| 哨兵数量 | 多数派票数 | 最多容忍故障数 |
|---|---|---|
| 3 | 2 | 1 |
| 4 | 3 | 1 |
| 5 | 3 | 2 |
| 6 | 4 | 2 |
| 7 | 4 | 3 |
可以发现:
3个和4个哨兵 :都最多容忍1个节点故障。5个和6个哨兵 :都最多容忍2个节点故障。7个哨兵 :最多容忍3个节点故障。
因此,增加一个哨兵使节点总数从奇数变为偶数,并不会提升多数派选举的容错能力,反而增加了资源销。
❓️ 为什么不使用单个哨兵?
虽然单个哨兵也可以工作,但存在以下问题:
- 单点故障风险:唯一的哨兵发生故障后,无法继续执行自动故障转移。
- 缺少交叉验证:无法通过多个哨兵共同确认主节点是否真正下线。
因此,生产环境中通常建议至少部署 3 个独立的哨兵实例 。
核心原因是:在多数派投票机制下,奇数个哨兵可以用更少的节点实现相同的选举容错能力,提高资源利用率。
✅️ 5. 安装部署 - 实战
5.1 准备工作
① 安装docker-compose
bash
# ubuntu
apt install docker-compose
# centos
yum install docker-compose
② 停止本地所有的redis-server
bash
# 停⽌ redis-server
service redis-server stop
# 停⽌ redis-sentinel 如果已经有的话.
service redis-sentinel stop
③ 使用docker获取redis镜像
bash
docker pull redis:5.0.9
5.2 编排Redis主从节点
① 编写 docker-compose.yml,创建/root/redis/docker-compose.yml, 同时cd到yml所在⽬录中.
注意 : docker 中可以通过容器名字, 作为ip地址, 进⾏相互之间的访问.
bash
version: '3.7'
services:
master:
image: 'redis:5.0.9'
container_name: redis-master
restart: always
command: redis-server --appendonly yes
ports:
- 6379:6379
slave1:
image: 'redis:5.0.9'
container_name: redis-slave1
restart: always
command: redis-server --appendonly yes --slaveof redis-master 6379
ports:
- 6380:6379
slave2:
image: 'redis:5.0.9'
container_name: redis-slave2
restart: always
command: redis-server --appendonly yes --slaveof redis-master 6379
ports:
-6381:6379
② 启动三个容器(一个主节点,两个从节点)
bash
docker compose up -d
📌 注意:如果启动发现上一步的配置信息有误,需要重新操作,需要使用docker-compose down即可停止并删除刚才创建好的容器。
③ 查看运行日志
bash
docker compose logs
💡 提示:上述步骤均需要保证工作目录在yml的同级目录中,才能工作。
④ 验证主从节点启动情况
主节点
bash
# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=172.22.0.3,port=6379,state=online,offset=348,lag=1
slave1:ip=172.22.0.4,port=6379,state=online,offset=348,lag=1
master_replid:a22196b425ab42ddfd222cc5a64d53acffeb3e63
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:348
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:348
从节点1
bash
# redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:redis-master
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:10
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:446
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:a22196b425ab42ddfd222cc5a64d53acffeb3e63
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:446
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:446
从节点2
bash
# redis-cli -p 6381
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:redis-master
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:7
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:516
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:a22196b425ab42ddfd222cc5a64d53acffeb3e63
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:516
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:516
5.3 编排 redis-sentinel节点
📚说明 :此处将
redis-sentinel节点的编排文件和上面的redis主从节点编排文件分开,其目有如下两点:
- 日志分开记录,查看更加方便。
- 确保
redis主从节点启动之后才启动redis-sentinel. 如果先启动redis-sentinel的话, 可能触发额外的选举过程, 混淆视听. (不是说先启动哨兵不⾏, ⽽是观察的结果可能存在⼀定随机性)
✏️ 拓展是否可以将
6个容器,都写到一个配置文件中,一次就全部启动?如果使用这个方案,由于
docker-compose启动容器的顺序不确定,局部你保证redis-server一定是在哨兵之前启动的!!!最终结果也能正常运行,但是执行的日志可能会有变数。因此分成两组来启动,就可以保证上述顺序,观察到的日志,比较可控。
① 创建docker-compose.yml文件
创建/root/redis-sentinel/docker-compose.yml,同时切换到yml所在目录。
bash
version: '3.7'
services:
sentinel1:
image: 'redis:5.0.9'//镜像
container_name: redis-sentinel-1//镜像名字
restart: always//自动启动
command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
volumes:
- ./sentinel1.conf:/etc/redis/sentinel.conf
ports:
- 26379:26379
sentinel2:
image: 'redis:5.0.9'
container_name: redis-sentinel-2
restart: always
command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
volumes:
- ./sentinel2.conf:/etc/redis/sentinel.conf
ports:
- 26380:26379
sentinel3:
image: 'redis:5.0.9'
container_name: redis-sentinel-3
restart: always
command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
volumes:
- ./sentinel3.conf:/etc/redis/sentinel.conf
ports:
- 26381:26379
networks:
default:
external:
name: redis-data_default
📌 说明
2
docker的一个核心功能,能够进行端口的映射,容器内部乐意使用啥端口都行,映射出去以后,还是需要确保端口不能重复(如26381:26379)。
❓️哨兵节点会在运行过程中,对配置文件进行自动修改。因此,就不能拿一个配置文件,给三个容器分别映射。
② 创建配置文件
创建 sentinel1.conf sentinel2.conf sentinel3.conf . 三份⽂件的内容是完全相同的.都放到 /root/redis-sentinel/ ⽬录中.
bash
bind 0.0.0.0
port 26379
sentinel monitor redis-master redis-master 6379 2
sentinel down-after-milliseconds redis-master 1000
🐱 理解
sentinel monitor主节点 主节点ip主节点端口 法定票数
- 主节点名, 这个是哨兵内部⾃⼰起的名字.
- 主节点
ip, 部署redis-master的设备ip. 此处由于是使⽤docker, 可以直接写docker的容器名, 会被⾃动 DNS 成对应的容器ip- 主节点端⼝,.
- 法定票数, 哨兵需要判定主节点是否挂了. 但是有的时候可能因为特殊情况, ⽐如主节点仍然⼯作正常, 但是哨兵节点⾃⼰⽹络出问题了, ⽆法访问到主节点了. 此时就可能会使该哨兵节点认为主节点下线, 出现误判. 使⽤投票的⽅式来确定主节点是否真的挂了是更稳妥的做法. 需要多个哨兵都认为主节点挂了, 票数 >= 法定票数 之后, 才会真的认为主节点是挂了.
sentinel down-after-milliseconds
- 主节点和哨兵之间通过⼼跳包来进⾏沟通. 如果⼼跳包在指定的时间内还没回来, 就视为是节点出现故障.此处的单位是毫秒。
拓展 :既然内容相同, 为啥要创建多份配置⽂件?
redis-sentinel在运⾏中可能会对配置进⾏rewrite, 修改⽂件内容. 如果⽤⼀份⽂件, 就可能出现修改混乱的情况.
③ 启动容器和查看日志
bash
docker compose up -d
docker compose logs
④ 查看redis-sentinel 的配置rewrite现象
bash
bind 0.0.0.0
port 26379
sentinel myid 4d2d562860b4cdd478e56494a01e5c787246b6aa
sentinel deny-scripts-reconfig yes
# Generated by CONFIG REWRITE
dir "/data"
sentinel monitor redis-master 172.22.0.4 6379 2
sentinel down-after-milliseconds redis-master 1000
sentinel config-epoch redis-master 1
sentinel leader-epoch redis-master 1
sentinel known-replica redis-master 172.22.0.2 6379
sentinel known-replica redis-master 172.22.0.3 6379
sentinel known-sentinel redis-master 172.22.0.7 26379
f718caed536d178f5ea6d1316d09407cfae43dd2
sentinel known-sentinel redis-master 172.22.0.5 26379
2ab6de82279bb77f8397c309d36238f51273e80a
sentinel current-epoch 1
📌 声明
# Generated by CONFIG REWRITE这⾥的内容就是⾃动修改的.对⽐这三份⽂件, 可以看到配置内容是存在差异的.
✅️ 6. 主观下线和客观下线
主节点 redis-master 宕机之后
此处为了演示,使用命令docker stop redis-master 来模拟服务器下线。如下是哨兵的日志:

可以看到哨兵发现了主节点 sdown, 进⼀步的由于主节点宕机得票达到 3/2 , 达到法定得票, 于是master 被判定为 odown.此时哨兵从从节点中挑选了一个新的master ,如:172.22.04:6379 这个节点.具体见上图第二个红框。此时的redis是可以正常使用的。
🦒 解释
主观下线 (
Subjectively Down, SDown): 哨兵感知到主节点没⼼跳了. 判定为主观下线.客观下线 (
Objectively Down, ODown): 多个哨兵达成⼀致意⻅, 才能认为master确实下线了.
redis-master 重启之后
此时手动使用命令 docker start redis-master 将主节点进行重启。此时查看哨兵日志可见刚才的新主节点变成了从节点slave.

📚 结论
Redis主节点如果宕机, 哨兵会把其中的⼀个从节点, 提拔成主节点.当之前的
Redis主节点重启之后, 这个主节点被加⼊到哨兵的监控中, 但是只会被作为从节点使⽤.
✅️ 7. 选举原理
7.1 主观下线
当redis-master宕机,此时的redis -master 和三个哨兵之间的心跳包就没有了。此时,从三个哨兵的角度来看,redis-master出现了严重故障。因此三个 哨兵均会把redis-master节点判定为主观下线(sDown)。
7.2 客观下线
此时,三个哨兵均会对redis-master主节点故障这件事进行投票,当票数 >= 配置的法定票数后,上述配置的法定票数是2票。此时就意味着redis-master确实是发生了故障,不是虚假故障,此时触发客观下线(ODown)。
7.3 选出leader哨兵
接下来需要哨兵从剩余的 slave 中挑选出⼀个新的 master. 这个⼯作不需要所有的哨兵都参与. 只需要选出个代表 (称为 leader), 由 leader 负责进⾏slave升级到master的提拔过程.
这个选举的过程涉及到 Raft 算法:
🧸 Raft算法
假定⼀共三个哨兵节点:
S1, S2, S3
- 每个哨兵节点都给其他所有哨兵节点, 发起⼀个 "拉票请求". (
S1 -> S2, S1 -> S3, S2 -> S1, S2 -> S3,S3 -> S1, S3 - S2)- 收到拉票请求的节点, 会回复⼀个 "投票响应". 响应的结果有两种可能, 投
or不投.
⽐如S1给S2发了个投票请求,S2就会给S1返回投票响应.
到底S2是否要投S1呢? 取决于S2是否给别⼈投过票了. (每个哨兵只有⼀票).
如果S2没有给别⼈投过票, 换⽽⾔之,S1是第⼀个向S2拉票的, 那么S2就会投S1. 否则则不投.- ⼀轮投票完成之后, 发现得票超过半数的节点, ⾃动成为
leader.
如果出现平票的情况 (S1投S2,S2投S,S3投S1, 每⼈⼀票), 就重新再投⼀次即可.这也是为啥建议哨兵节点设置成奇数个的原因. 如果是偶数个, 则增⼤了平票的概率, 带来不必要的开销.leader节点负责挑选⼀个slave成为新的master. 当其他的sentenal发现新的master出现了, 就说明选举结束了.
简⽽⾔之, Raft 算法的核⼼就是 "先下⼿为强". 谁率先发出了拉票请求, 谁就有更⼤的概率成为 leader.
此处的选举结果的决定性因素是 "网络延时",网络延时具有一定的随机性,具体选哪一个哨兵节点作为leader节点不重要,只要选出一个leader节点即可。
7.4 leader 挑选出合适的 slave 成为新的 master
挑选规则:
- ⽐较优先级. 优先级⾼(数值⼩的)的上位. 优先级是配置⽂件中的配置项(
slave-priority或者replica-priority). - ⽐较
replication offset谁复制的数据多, ⾼的上位. - ⽐较
run id, 谁的id⼩, 谁上位.
当某个 slave 节点被指定为 master 之后:
leader指定该节点执⾏slave no one, 成为masterleader指定剩余的slave节点, 都依附于这个新master
📌 注意
- 哨兵节点不能只有⼀个. 否则哨兵节点挂了也会影响系统可⽤性.
- 哨兵节点最好是奇数个. ⽅便选举 leader, 得票更容易超过半数.大部分情况3个哨兵足够了。
- 哨兵节点不负责存储数据. 仍然是 redis 主从节点负责存储.哨兵节点就可以使用一些配置不高的机器来部署
- 哨兵 + 主从复制解决的问题是 "提⾼可⽤性", 不能解决 "数据极端情况下写丢失" 的问题.
- 哨兵 + 主从复制不能提⾼数据的存储容量. 当我们需要存的数据接近或者超过机器的物理内存, 这样的结构就难以胜任了.
✅️ 8. 小结
本节围绕 Redis Sentinel(哨兵) 展开,从「为什么需要哨兵」到「哨兵如何完成自动故障转移」做了完整梳理,核心要点如下:
- 问题背景 :
Redis主从复制解决了数据备份与读压力分担,但主节点故障时仍需人工切换,故障恢复时间不可控,这正是哨兵要解决的高可用问题。 - 核心能力 :哨兵具备监控 、故障转移 、通知三大功能,能在主节点故障时自动完成故障发现与主从切换,并把结果通知给应用方。
- 关键概念 :主观下线(
SDown)是单个哨兵判定节点不可达;客观下线(ODown)是多个哨兵投票达成共识,票数达到法定票数后才确认主节点真的下线。 - 选举流程 :先由哨兵通过
Raft算法选出leader哨兵,再由leader按「优先级 → 复制偏移量 →run id」的规则挑选合适的从节点晋升为新主节点。 - 部署建议 :哨兵节点至少
3个且推荐奇数个,既避免单点故障,又能在多数派投票机制下用更少节点获得相同的容错能力。 - 能力边界 :哨兵 + 主从复制提升的是可用性 ,既不能解决极端情况下的写丢失,也不能提升数据的存储容量------后者需要
Redis Cluster来解决。
一句话总结:哨兵让 Redis 主从架构从「人工运维」走向「自动容灾」,但它只负责高可用,不负责数据分片。
✅️ 9. 经典面试题
Q1:Redis Sentinel 的作用是什么?它解决了主从复制的什么问题?
Redis Sentinel 是 Redis 官方提供的高可用方案。主从复制模式下,主节点故障需要人工切换,恢复时间不确定;哨兵通过监控、故障转移、通知三大能力,实现主节点故障的自动发现与自动切换,从而提升系统可用性。注意它只解决高可用问题,不解决写压力与存储容量问题。
Q2:主观下线(SDown)和客观下线(ODown)有什么区别?
- 主观下线 :单个哨兵在
down-after-milliseconds时间内没收到主节点心跳,就单方面认为主节点下线。此时可能只是该哨兵自身网络异常,存在误判风险。 - 客观下线 :该哨兵向其他哨兵「求证」,当认为主节点下线的票数
>=配置的法定票数(quorum)时,才判定主节点真正下线。
一句话:主观下线是「我认为」,客观下线是「大家公认」。
Q3:哨兵是如何选出 leader 的?
采用 Raft 算法的思想:每个哨兵向其他哨兵发起拉票请求,收到请求的哨兵若本轮尚未投票则投出自己的一票(每个哨兵只有一票);一轮投票后得票超过半数的节点自动成为 leader。若出现平票则重新投票。核心是「先下手为强」,谁先发出拉票请求谁更容易当选,因此结果受网络延时影响,但选出谁并不重要,只要选出一个即可。
Q4:leader 哨兵如何挑选新的主节点?
按以下顺序依次比较:
- 优先级 :
replica-priority(旧版本为slave-priority)数值越小优先级越高; - 复制偏移量 :
replication offset越大,说明数据越新,优先上位; run id:若前两项相同,则run id较小的节点上位。
选定后,leader 让该节点执行 slaveof no one 成为新主节点,并让其余从节点依附于新主节点。
Q5:为什么推荐部署奇数个哨兵节点?
因为 leader 选举采用多数派投票机制,需要超过半数选票才能当选。对比可知:3 个和 4 个哨兵都最多容忍 1 个节点故障,5 个和 6 个都最多容忍 2 个。从奇数增加到偶数并不能提升容错能力,反而增加资源开销和平票概率,所以推荐 3、5、7 这样的奇数个。
Q6:为什么不能只部署一个哨兵?
单个哨兵存在两个问题:一是单点故障 ,哨兵自身挂掉后自动故障转移就彻底失效;二是缺少交叉验证 ,无法通过多个哨兵共同确认主节点是否真的下线,容易误判。因此生产环境建议至少部署 3 个独立哨兵实例。
Q7:哨兵节点重启后,原来的主节点会怎样?
原主节点重启后会被哨兵重新纳入监控,但此时它只会被当作从节点使用,依附于故障转移后产生的新主节点,而不会自动恢复为主节点身份。
Q8:哨兵 + 主从复制能解决数据容量不足的问题吗?
不能。哨兵 + 主从复制提升的是可用性 ,所有节点存储的仍是全量数据,写压力和存储容量依旧受单机限制。当数据量接近或超过单机物理内存时,需要使用 Redis Cluster 做数据分片。