Redis新主节点的选举

在 Redis 新主节点的选举 是一个非常关键的机制，特别是在使用 Redis 高可用性架构（如 Redis 哨兵模式）时。主节点选举主要发生在以下两种情况：

Redis 哨兵模式（Sentinel） 下的主节点故障转移（failover）。
Redis 集群模式（Cluster） 中的主节点失效恢复。

以下是这两种情况的具体实现原理和过程。

一、Redis 哨兵模式中的主节点选举

在 Redis 哨兵模式中，当 Redis 主节点发生故障时，哨兵会通过选举机制选出一个新的主节点来保证高可用性。哨兵模式通常由多个 Redis 服务器和哨兵实例组成，哨兵负责监控主节点和从节点的状态，并在主节点出现故障时进行自动故障转移。

1.1 过程简介

主节点故障检测：哨兵实例会定期向主节点发送 PING 命令，如果一段时间内没有收到响应，它就会认为主节点宕机。哨兵会继续通过 PING 命令向主节点的从节点发送请求，来确认主节点是否真的失败。
故障确认：一旦哨兵确认主节点不可用，它会将该主节点标记为“下线”（S_DOWN），并通知其他哨兵。此时，哨兵会通过 INFO replication 命令获取当前从节点的信息，选择其中一个从节点作为新的主节点。
投票机制：哨兵会开始投票，选择一个最合适的从节点来提升为新的主节点。只有在多个哨兵一致认为某个从节点可以成为新主节点时，故障转移才会发生。哨兵之间会互相投票，每个哨兵可以投给一个它认为最合适的从节点。每个哨兵会根据从节点的同步进度（如复制偏移量）来做出选择。通常，最符合条件的从节点是同步了大部分数据的那个。在投票时，如果超过半数的哨兵选择某个从节点，那么该从节点就被选为新的主节点。
切换主节点：当一个从节点被选为新的主节点后，哨兵会通知其他从节点进行切换。新的主节点会开始接受写操作，并且其他从节点会开始同步新主节点的数据。
通知客户端：哨兵会通过发布订阅机制（PSUBSCRIBE）通知客户端新的主节点地址。客户端在收到通知后，会自动切换到新的主节点进行读写操作。

1.2 选举过程示例

假设有一个 Redis 集群，包括 3 个哨兵实例和一个主节点（master），以及 2 个从节点（slave1 和 slave2）。一旦主节点宕机，哨兵会通过以下步骤选举一个新的主节点：

主节点宕机检测：哨兵发现 master 没有响应后，将其标记为故障节点。
投票选举：哨兵通过投票选举一个新的主节点，假设 slave1 和 slave2 都有资格作为新主节点，哨兵会根据复制延迟、连接质量等因素来决定最终选举哪个从节点。
切换主节点：假设 slave2 被选为新主节点，所有哨兵会通知其他从节点将 slave2 提升为主节点，slave1 将同步新的主节点。
客户端通知：哨兵会发布新的主节点信息，客户端会收到通知并切换到 slave2。

二、Redis 集群模式中的主节点选举

Redis 集群（Cluster）是一种分布式模式，多个 Redis 节点组成集群并实现数据的分片和分布式存储。在 Redis 集群中，主节点选举通常发生在 节点故障 或 网络分区 时。与哨兵模式不同，集群的主节点选举机制依赖于集群节点之间的协作，且通过一种分布式的选举机制来确保一致性。

2.1 过程简介

在 Redis 集群中，主节点的选举过程主要通过以下步骤实现：

节点故障检测：当某个节点（主节点）无法与其他节点进行通信或发生故障时，其他节点会发现该节点不可用。
节点失效转移：如果一个主节点不可用且有对应的从节点存在，集群中的其他节点会尝试将一个从节点提升为新的主节点。这个过程依赖于集群的协议来确保一致性和可靠性。
选举和数据迁移：当集群检测到某个主节点失效后，集群会选择一个符合条件的从节点（如最新的同步状态、主从复制健康状况等），将其提升为新的主节点，并迁移相应的槽位数据。
重新配置集群：新的主节点会重新接受数据写入请求，而之前的从节点会被重新配置为新的从节点。集群中的所有节点会更新其路由表，通知客户端新的主节点地址。

2.2 集群选举示例

假设 Redis 集群包含 6 个节点，3 个主节点（master1、master2、master3）和 3 个从节点（slave1、slave2、slave3）。当 master1 节点发生故障时，集群会进行如下步骤：

故障检测：集群中的其他节点会发现 master1 失效，并将其标记为不可用。
选择新主节点：由于 master1 有一个从节点 slave1，集群会尝试将 slave1 提升为新的主节点。
重新配置节点：slave1 被提升为新的主节点，原本在 master1 上负责的数据槽会被迁移到 slave1 上。其他节点会更新集群的路由信息，并开始指向新的主节点。
完成选举：新的主节点 slave1 接受写请求，而 slave2 和 slave3 会重新成为从节点，保持与新的主节点同步。