Redis Sentinel源码分析（一）

Base 2.8.7

在代码分析前，先总体介绍下sentinel 的机制。
1. 下线定义
sentinel对下线有两种定义：
a.主观下线（sdown）：sentinel实例本身对服务实例的判断
b.客观下线（odown）：多个sentinel实例对同一个服务SDOWN的状态做出协商后的判断，只有master才可能在odown状态
简单的说，一个sentinel单独做出的判断只能是sdown，是没有任何官方效力的，只有多个sentinel大家商量好，得到一致，才能将某个master状态置为odown，只有确定master odown状态后，才能做后续fail over的操作
2. 通信
sentinel与maste/slave的交互主要包括：
a.PING:sentinel向其发送PING以了解其状态（是否下线）
b.INFO:sentinel向其发送INFO以获取replication相关的信息
c.PUBLISH:sentinel向其监控的master/slave发布本身的信息及master相关的配置
d.SUBSCRIBE:sentinel通过订阅master/slave的”__sentinel__:hello“频道以获取其它正在监控相同服务的sentinel
sentinel与sentinel的交互主要包括：
a.PING:sentinel向slave发送PING以了解其状态（是否下线）
b.SENTINEL is-master-down-by-addr：和其他sentinel协商master状态，如果master odown，则投票选出leader做fail over
3. fail over
一次完整的fail over包括以下步骤：
a. sentinel发现master下线，则标记master sdown
b. 和其他sentinel协商以确定master状态是否odown
c. 如果master odown，则选出leader
d. 当选为leader的sentinel选出一个slave做为master，并向该slave发送slaveof no one命令以转变slave角色为master
e. 向已下线的master及其他slave发送slaveof xxxx命令使其作为新当选master的slave

本篇介绍Redis Sentinel初始化及定时事件注册相关的代码，监控&fail over相关的代码在下一篇中介绍
redis sentinle可以执行./redis-sentinel sentinel.conf或./redis-server --sentinel sentinel.con运行sentinel程序
其初始化流程和redis-server执行一致，程序初始化会判断是否处于sentinel模式，如果处于sentinel模式，则会完成一些sentinel相关的初始化工作，主要包括：
1）读取sentinel相关配置
2）初始化sentinel状态，并添加master、sentinel及slave到相应的字典
3）注册sentinel相关的time event（周期性执行）

redis-sentinel和redis-server是同一个程序，查看Makefile文件可知：
$(REDIS_SENTINEL_NAME): $(REDIS_SERVER_NAME)
$(REDIS_INSTALL) $(REDIS_SERVER_NAME) $(REDIS_SENTINEL_NAME) 

main函数

int main(int argc, char **argv) {    ......    //checkForSentinelMode判断是否以sentinel模式启动    //运行程序名为redis-sentinel，或者带参数--sentinel运行则认为以sentinel模式运行    server.sentinel_mode = checkForSentinelMode(argc,argv);    initServerConfig();    //sentinel模式下需要完成的初始化工作    if (server.sentinel_mode) {        initSentinelConfig();        initSentinel();    }    if (argc >= 2) {        ......        //导入配置        loadServerConfig(configfile,options);        sdsfree(options);    }     ......    //注册定时器    initServer();    ......    //判断config文件是否存在及是否可写（sentinel模式需要写config文件）    if (!server.sentinel_mode) {        ......    } else {        sentinelIsRunning();    }    //以下开始进入事件处理循环    aeSetBeforeSleepProc(server.el,beforeSleep);    aeMain(server.el);    aeDeleteEventLoop(server.el);    return 0;}

main函数中的loadServerConfig调用了loadServerConfigFromString函数，而loadServerConfigFromString在sentinel模式下会调用sentinelHandleConfiguration函数
此处先说明sentinel用到的几个核心数据结构：
sentinelState为“顶级”数据结构，描述了当前运行的sentinel实例所包含的所有状态，其master字段指向包含了该sentinel结点监控的所有master（sentinelRedisInstance ）实例状态的字典
sentinelRedisInstance 描述了sentinel监控的“master”的状态 

struct sentinelState {    uint64_t current_epoch;   //当前处在第几个世纪（每次fail over，current_epoch+1）    dict *masters;      /* master实例字典（一个sentinle可监控多个master）*/    int tilt;           /*是否在TITL模式中，后面详细介绍TITL模式*/    int running_scripts;    /* 当前正在执行的脚本 */    mstime_t tilt_start_time;   /* TITL模式开始的时间 */    mstime_t previous_time;     /* 上次执行sentinel周期性执行任务的时间，用以判断是否进入TITL模式*/    list *scripts_queue;    /* 待执行脚本队列 */} sentinel;typedef struct sentinelRedisInstance {    ......    /* Master specific. */    dict *sentinels;    /* 监控该master实例的其他sentinel结点字典*/    dict *slaves;       /* 该master实例说包含的slave结点字典 */    ......} sentinelRedisInstance;

sentinelHandleConfiguration函数会handle sentinel相关的配置,创建master、slave、sentinel等实例，并根据配置初始化一些参数，包括发现redis instance多长时间后判断其为down
其中创建slave和sentinel的配置可以在sentinel运行过程中生成，也可以用户配置，like：
sentinel known-slave mymaster 10.2.1.53 6379
sentinel known-sentinel mymaster 10.2.60.50 36379 33b297cfba3a7aece69fc999bb7150fa227e4fe7

char *sentinelHandleConfiguration(char **argv, int argc) {    sentinelRedisInstance *ri;    //Handle 类似“sentinel monitor mymaster 10.2.60.50 6379 2”的配置    //调用createSentinelRedisInstance创建master实例(SRI_MASTER)    if (!strcasecmp(argv[0],"monitor") && argc == 5) {        /* monitor <name> <host> <port> <quorum> */        int quorum = atoi(argv[4]);        if (quorum <= 0) return "Quorum must be 1 or greater.";        if (createSentinelRedisInstance(argv[1],SRI_MASTER,argv[2],                                        atoi(argv[3]),quorum,NULL) == NULL)        {            switch(errno) {            case EBUSY: return "Duplicated master name.";            case ENOENT: return "Can't resolve master instance hostname.";            case EINVAL: return "Invalid port number";            }        }    .....    //调用createSentinelRedisInstance创建slave实例(SRI_SLAVE)    } else if (!strcasecmp(argv[0],"known-slave") && argc == 4) {        sentinelRedisInstance *slave;        /* known-slave <name> <ip> <port> */        //根据master name获取对应的master实例        ri = sentinelGetMasterByName(argv[1]);        if (!ri) return "No such master with specified name.";        if ((slave = createSentinelRedisInstance(NULL,SRI_SLAVE,argv[2],                    atoi(argv[3]), ri->quorum, ri)) == NULL)        {            return "Wrong hostname or port for slave.";        }    //调用createSentinelRedisInstance创建sentinel实例(SRI_SENTINEL)    } else if (!strcasecmp(argv[0],"known-sentinel") &&               (argc == 4 || argc == 5)) {        sentinelRedisInstance *si;        // known-sentinel <name> <ip> <port> [runid]         //根据master name获取对应的master实例        ri = sentinelGetMasterByName(argv[1]);     //对于slave和sentinel实例，定义其hostname为ip:port    if (flags & (SRI_SLAVE|SRI_SENTINEL)) {        snprintf(slavename,sizeof(slavename),            strchr(hostname,':') ? "[%s]:%d" : "%s:%d",            hostname,port);        name = slavename;    }    //根据实例类型不同，添加到不同的table    if (flags & SRI_MASTER) table = sentinel.masters;    else if (flags & SRI_SLAVE) table = master->slaves;    else if (flags & SRI_SENTINEL) table = master->sentinels;    sdsname = sdsnew(name);    if (dictFind(table,sdsname)) {        sdsfree(sdsname);        errno = EBUSY;        return NULL;    }    ......    dictAdd(table, ri->name, ri);    return ri;}

main函数调用的initSentinel函数初始化了sentinel能够支持的客户端命令：

void initSentinel(void) {    int j;    //空command字典    dictEmpty(server.commands,NULL);    //添加sentinal模式下支持的命令，sentinelcmds包括：ping、sentinel、subscribe、unsubscribe、psubscribe、info、shutdown    for (j = 0; j < sizeof(sentinelcmds)/sizeof(sentinelcmds[0]); j++) {        int retval;        struct redisCommand *cmd = sentinelcmds+j;        retval = dictAdd(server.commands, sdsnew(cmd->name), cmd);        redisAssert(retval == DICT_OK);    }    ......}

main函数调用的initServer会完成一些初始化工作，并注册定时器

void initServer() {    ......    //注册定时器，定时时间1ms    if(aeCreateTimeEvent(server.el, 1, serverCron, NULL, NULL) == AE_ERR) {        redisPanic("Can't create the serverCron time event.");        exit(1);    }    ......}

serverCron服务启动后1ms第一次执行，以后每隔100ms执行一次，serverCron会执行sentinel相关任务

int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData) {......    /* 如果在sentinel模式下，则执行sentinel相关的周期性任务 */    run_with_period(100) { //100ms执行一次        if (server.sentinel_mode) sentinelTimer();    }    server.cronloops++;    return 1000/server.hz;  //hz默认值为10（在sentinelTimer会被修改），此处返回100ms会被其它函数扑捉到，并重新注册为定时函数}

sentinelTimer内部包含sentinel模式需要定期执行的操作，包括check master、slave、sentinel的状态，并根据配置的条件判断是否需要fail over。