Redis高可用性之Failover过渡方案

从Redis官方路线图来看，大概会在Redis3.0左右正式支持Cluster。不过即便是乐观的估计，至少也得等几个月的时间，为了让我的应用在这段时间内能保持高可用性，我以主从服务器为基础实现了一个Failover过渡方案。

从理论上解释，一旦主服务器下线，可以在从服务器里挑选出新的主服务器，同时重新设置主从关系，并且当下线服务器重新上线后能自动加入到主从关系中去，内容如下：

<?php

class RedisFailover
{
    public $config = array();
    public $map    = array();

    const CONFIG_FILE = 'config.php';
    const MAP_FILE    = 'map.php';

    public function __construct()
    {
        $config = include self::CONFIG_FILE;

        foreach ((array)$config as $name => $nodes) {
            foreach ($nodes as $node) {
                $node = new RedisNode($node['host'], $node['port']);

                if ($node->isValid()) {
                    $this->config[$name][] = $node;
                }
            }

            if (empty($this->config[$name])) {
                throw new Exception('Invalid config.');
            }

            $this->map[$name] = $this->config[$name][0];
        }

        if (file_exists(self::MAP_FILE)) {
            $map = include self::MAP_FILE;

            foreach ((array)$map as $name => $node) {
                $node = new RedisNode($node['host'], $node['port']);

                $this->map[$name] = $node;
            }
        }
    }

    public function run()
    {
        $set_nodes_master = function($nodes, $master) {
            foreach ($nodes as $node) {
                $node->setMaster($master->host, $master->port);
            }
        };

        foreach ($this->config as $name => $nodes) {
            $is_master_valid = false;

            foreach ($nodes as $node) {
                if ($node == $this->map[$name]) {
                    $is_master_valid = true;

                    break;
                }
            }

            if ($is_master_valid) {
                $set_nodes_master($nodes, $this->map[$name]);

                continue;
            }

            foreach ($nodes as $node) {
                $master = $node->getMaster();

                if (empty($master)) {
                    continue;
                }

                if ($master['master_host'] != $this->map[$name]->host) {
                    continue;
                }

                if ($master['master_port'] != $this->map[$name]->port) {
                    continue;
                }

                if ($master['master_sync_in_progress']) {
                    continue;
                }

                $node->clearMaster();

                $set_nodes_master($nodes, $node);

                $this->map[$name] = $node;

                break;
            }
        }

        $map = array();

        foreach ($this->map as $name => $node) {
            $map[$name] = array(
                'host' => $node->host, 'port' => $node->port
            );
        }

        $content = '<?php return ' . var_export($map, true) . '; ?>';

        file_put_contents(self::MAP_FILE, $content);
    }
}

class RedisNode
{
    public $host;
    public $port;

    const CLI = '/usr/local/bin/redis-cli';

    public function __construct($host, $port)
    {
        $this->host = $host;
        $this->port = $port;
    }

    public function setMaster($host, $port)
    {
        if ($this->host != $host || $this->port != $port) {
            return $this->execute("SLAVEOF {$host} {$port}") == 'OK';
        }

        return false;
    }

    public function getMaster()
    {
        $result = array();

        $this->execute('INFO', $rows);

        foreach ($rows as $row) {
            if (preg_match('/^master_/', $row)) {
                list($key, $value) = explode(':', $row);

                $result[$key] = $value;
            }
        }

        return $result;
    }

    public function clearMaster()
    {
        return $this->execute('SLAVEOF NO ONE') == 'OK';
    }

    public function isValid()
    {
        return $this->execute('PING') == 'PONG';
    }

    public function execute($command, &$output = null)
    {
        return exec(
            self::CLI . " -h {$this->host} -p {$this->port} {$command}", $output
        );
    }
}

?>

其中提到了两个文件，先说一下config.php：

<?php

return array(
    'redis_foo' => array(
        array('host' => '192.168.0.1', 'port' => '6379'),
        array('host' => '192.168.0.2', 'port' => '6379'),
        array('host' => '192.168.0.3', 'port' => '6379'),
    ),
);

?>

说明：每个别名对应一组服务器，在这组服务器中，有一个是主服务器，其余都是从服务器，主从关系不要在配置文件里硬编码，而应该通过SLAVEOF命令动态设定。

再说一下map.php文件，内容如下：

<?php

return array (
    'redis_foo' => array (
        'host' => '192.168.0.1', 'port' => '6379'
    ),
);

?>

说明：别名对应的是当前有效的服务器。需要注意的是这个文件是自动生成的！程序在使用Redis的时候，都配置成别名的形式，具体的host，port通过此文件映射获得。

明白了以上代码之后，运行就很简单了：

<?php

$failover = new RedisFailover();
$failover->run();

?>

说明：实际部署时，最严格的方式是以守护进程的方式来执行，不过如果要求不是很苛刻的话，CRON就够了。测试时可以手动杀掉主服务器进程，再通过INFO查看效果。

再补充一些命令行用法的相关说明，本文都是使用redis-cli来发送命令的，通常这也是最佳选择，不过如果因为某些原因不能使用redis-cli的话，也可以使用nc（netcat）命令按照Redis协议实现一个简单的客户端工具，比如说PING命令可以这样实现：

shell> (echo -en "PING\r\n"; sleep 1) | nc localhost 6379

说明：之所以需要sleep一下是因为Redis的请求响应机制是Pipelining方式的。

既然说到这里了，就再唠十块钱儿的，通常，我们可以使用telnet命令和服务交互，但是telnet有一点非常不爽的是命令行不支持上下键历史，还好可以借助rlwrap来达成这个目的，视操作系统，可以很容易的用APT或YUM来安装，运行也很简单：

shell> rlwrap telnet localhost 6379

说明：通过使用rlwrap，不仅支持上下键历史，而且连Ctrl+r搜索也一并支持了，强！

…

在Redis Cluster释出前，希望这个脚本能帮到你，其实其他的服务也可以使用类似的方案，比如MySQL，不过复杂性会加大很多，好在已经有类似MHA之类的方案了。