Redis(源码剖析):42---Sentinel之Sentinel服务器的启动与初始化（redis-sentinel命令、sentinelState、sentinelRedisInstance）

redis-sentinel命令

• 启动一个Sentinel可以使用命令：

redis-sentinel /path/to/your/sentinel.conf

• 或者命令：

redis-server /path/to/your/sentinel.conf --sentinel

• 这两个命令的效果完全相同

• 当一个Sentinel启动时，它需要执行以下步骤：
  • ①初始化服务器
  • ②将普通Redis服务器使用的代码替换成Sentinel专用代码
  • ③初始化Sentinel状态
  • ④根据给定的配置文件，初始化Sentinel的监视主服务器列表
  • ⑤创建连向主服务器的网络连接

一、初始化Sentinel服务器

• 首先，因为Sentinel本质上只是一个运行在特殊模式下的Redis服务器，所以启动Sentinel的第一步，就是初始化一个普通的Redis服务器，具体的步骤我们在前面的文章介绍过，可以见文章：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/103319201
• 初始化Sentinel服务器与普通服务器的区别：
  • 不过，因为Sentinel执行的工作和普通Redis服务器执行的工作不同，所以Sentinel的初始化过程和普通Redis服务器的初始化过程并不完全相同
  • 例如，普通服务器在初始化时会通过载入RDB文件或者AOF文件来还原数据库状态，但 是因为Sentinel并不使用数据库，所以初始化Sentinel时就不会载入RDB文件或者AOF文件
  • 下表展示了Redis服务器在Sentinel模式下运行时，服务器各个主要功能的使用情况：

二、使用Sentinel专用代码

• 启动Sentinel的第二个步骤就是将一部分普通Redis服务器使用的代码替换成Sentinel专用代码
• 比如说：普通Redis服务器使用redis.h/REDIS_SERVERPORT常量的值作为服务器端 口， 而Sentinel则使用sentinel.c/REDIS_SENTINEL_PORT常量的值作为服务器端口：

#define REDIS_SERVERPORT 6379

#define REDIS_SENTINEL_PORT 26379

• 除此之外，普通Redis服务器使用redis.c/redisCommandTable作为服务器的命令表，而Sentinel则使用sentinel.c/sentinelcmds作为服务器的命令表：
  • 例如：其中的INFO命令会使用Sentinel模式下的专用实现sentinel.c/sentinelInfoCommand函数，而不是普通Redis服务器使 用的实现redis.c/infoCommand函数
  • sentinelcmds命令表也解释了为什么在Sentinel模式下，Redis服务器不能执行诸如SET、 DBSIZE、EVAL等等这些命令，因为服务器根本没有在命令表中载入这些命令。PING、 SENTINEL、INFO、SUBSCRIBE、UNSUBSCRIBE、PSUBSCRIBE和PUNSUBSCRIBE这七 个命令就是客户端可以对Sentinel执行的全部命令了

struct redisCommand redisCommandTable[] = {
    {"get",getCommand,2,"r",0,NULL,1,1,1,0,0},
    {"set",setCommand,-3,"wm",0,noPreloadGetKeys,1,1,1,0,0},
    {"setnx",setnxCommand,3,"wm",0,noPreloadGetKeys,1,1,1,0,0},
    // ...
    {"script",scriptCommand,-2,"ras",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"time",timeCommand,1,"rR",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"bitop",bitopCommand,-4,"wm",0,NULL,2,-1,1,0,0},
    {"bitcount",bitcountCommand,-2,"r",0,NULL,1,1,1,0,0}
}

struct redisCommand sentinelcmds[] = {
    {"ping",pingCommand,1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"sentinel",sentinelCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"subscribe",subscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"unsubscribe",unsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"psubscribe",psubscribeCommand,-2,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"punsubscribe",punsubscribeCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0},
    {"info",sentinelInfoCommand,-1,"",0,NULL,0,0,0,0,0}
};

三、初始化Sentinel状态（struct sentinelState）

• 在应用了Sentinel的专用代码之后，接下来，服务器会初始化一个sentinel.c/sentinelState结构（后面简称“Sentinel状态”），这个结构保存了服务器中所有和Sentinel功能有关的状态 （服务器的一般状态仍然由redis.h/redisServer结构保存）：

struct sentinelState {
    //当前纪元，用于实现故障转移
    uint64_t current_epoch;

    //保存了所有被这个sentinel 监视的主服务器
    //字典的键是主服务器的名字
    //字典的值则是一个指向sentinelRedisInstance 结构的指针
    dict *masters;

    //是否进入了TILT 模式？
    int tilt;

    //目前正在执行的脚本的数量
    int running_scripts;

    //进入TILT 模式的时间
    mstime_t tilt_start_time;

    //最后一次执行时间处理器的时间
    mstime_t previous_time;

    // 一个FIFO 队列，包含了所有需要执行的用户脚本
    list *scripts_queue;
} sentinel;

四、初始化Sentinel状态的masters属性（struct sentinelRedisInstance）

• Sentinel状态中的masters字典记录了所有被Sentinel监视的主服务器的相关信息，其中：
  • 字典的键是被监视主服务器的名字
  • 字典的值则是被监视主服务器对应的sentinel.c/sentinelRedisInstance结构

struct sentinelRedisInstance

• 每个sentinelRedisInstance结构（后面简称“实例结构”）代表一个被Sentinel监视的Redis服务器实例（instance），这个实例可以是主服务器、从服务器，或者另外一个Sentinel
• 实例结构包含的属性非常多，以下代码展示了实例结构在表示主服务器时使用的其中一 部分属性，本文接下来将逐步对实例结构中的各个属性进行介绍：

typedef struct sentinelRedisInstance {
    //标识值，记录了实例的类型，以及该实例的当前状态
    int flags;

    //实例的名字
    //主服务器的名字由用户在配置文件中设置
    //从服务器以及Sentinel 的名字由Sentinel 自动设置
    //格式为ip:port ，例如"127.0.0.1:26379"
    char *name;

    //实例的运行ID
    char *runid;

    //配置纪元，用于实现故障转移
    uint64_t config_epoch;

    //实例的地址
    sentinelAddr *addr;

    // SENTINEL down-after-milliseconds 选项设定的值
    //实例无响应多少毫秒之后才会被判断为主观下线（subjectively down ）
    mstime_t down_after_period;

    // SENTINEL monitor <master-name> <IP> <port> <quorum> 选项中的quorum 参数
    //判断这个实例为客观下线（objectively down ）所需的支持投票数量
    int quorum;

    // SENTINEL parallel-syncs <master-name> <number> 选项的值
    //在执行故障转移操作时，可以同时对新的主服务器进行同步的从服务器数量
    int parallel_syncs;

    // SENTINEL failover-timeout <master-name> <ms> 选项的值
    //刷新故障迁移状态的最大时限
    mstime_t failover_timeout;
    // ...
} sentinelRedisInstance;

• addr属性：sentinelRedisInstance.addr属性是一个指向sentinel.c/sentinelAddr结构的指针，这个结构保存着实例的IP地址和端口号：

typedef struct sentinelAddr {
    char *ip;
    int port;
} sentinelAddr;

masters字典的初始化

• 对Sentinel状态的初始化将引发对masters字典的初始化，而masters字典的初始化是根据被载入的Sentinel配置文件来进行的
• 举个例子，如果用户在启动Sentinel时，指定了包含以下内容的配置文件：

• 那么Sentinel将为主服务器master1创建如下第1张图所示的实例结构，并为主服务器master2创建如下第2张图所示的实例结构，而这两个实例结构又会被保存到Sentinel状态的masters字典中，如下第3张图所示

五、创建连向主服务器的网络连接

• 初始化Sentinel的最后一步是创建连向被监视主服务器的网络连接，Sentinel将成为主服务器的客户端，它可以向主服务器发送命令，并从命令回复中获取相关的信息
• 对于每个被Sentinel监视的主服务器来说，Sentinel会创建两个连向主服务器的异步网络连接：
  • 一个是命令连接，这个连接专门用于向主服务器发送命令，并接收命令回复
  • 另一个是订阅连接，这个连接专门用于订阅主服务器的__sentinel__:hello频道
• 为什么有两个连接？
  • 在Redis目前的发布与订阅功能中，被发送的信息都不会保存在Redis服务器里面， 如果在信息发送时，想要接收信息的客户端不在线或者断线，那么这个客户端就会丢失 这条信息。因此，为了不丢失__sentinel__:hello频道的任何信息，Sentinel必须专门用一 个订阅连接来接收该频道的信息
  • 另一方面，除了订阅频道之外，Sentinel还必须向主服务器发送命令，以此来与主服 务器进行通信，所以Sentinel还必须向主服务器创建命令连接
  • 因为Sentinel需要与多个实例创建多个网络连接，所以Sentinel使用的是异步连接
• 下图展示了一个Sentinel向被它监视的两个主服务器master1和master2创建命令连接和订阅连接的例子：

• 在下一篇文章中将介绍Sentinel是如何通过命令连接和订阅连接来与被监视主服务器进行通信的