后面咱们介绍了Raft算法,接下来会分篇讲述每一个局部,明天讲述选举的细节。

在讲述选举之前,先介绍下Raft算法根底。

一、Raft根底

1、节点角色

在Raft中,在任意时刻,服务器节点只能是以下3个角色之一:

Follower(跟随者):系统启动时默认的角色,一般来说不参加客户端读、写申请,承受Leader发送过去的心跳追加日志,在Leader挂了之后转变为Candidate;

Candidate(候选人):如果以后没有Leader,Follower就转变为这个角色,这个角色会向其它节点发动投票申请,如果少数节点批准投票,则晋升为Leader;

Leader(领导人):承受客户端的读、写申请,协调整个日志的长久化和推动;

上面讲节点角色时对立用英文形容。

2、节点角色状态迁徙图

系统启动时,大家都是Follower,而后启动定时器,如果在指定工夫没有收到Leader的心跳,则将本人变成Candidate,而后向其它成员发动投票申请,如果收到过半以上成员的投票则Candidate晋升为Leader;

Leader发送心跳给其它成员时如果收到的响应中term比本人的大,则进化成Follower;

3、逻辑时钟(term)

选举过程有个term参数,这个参数就是逻辑时钟,这是一个整数,全局递增;Raft 把工夫宰割成任意长度的任期,用term来标识每一届leader的任期,这样能够保障在一个任期内只有一个Leader。

逻辑时钟规定如下:

Candidate发动选举时就将本人的term加1,而后发动投票申请;

收到投票申请的节点比拟申请的term和本人的term,如果申请的term比本人的大,则更新本人的term;

这样在即便每个节点的工夫不一样的状况下也能够推动逻辑时钟;

4、状态

下面的状态是所有节点都要保留的,并且要长久化的,即每次变更马上要写入磁盘。

下面的状态是保留在内在中,每次重启后都0开始,即不须要长久化到磁盘上。

上述只有在Leader节点才会须要保留,并且是也是保留在内存中,不须要长久化,重启后从0开始。

二、领导人选举

领导人选举产生的条件为Follower没收到Leader的心跳,具体场景个别如下:

1、系统启动时

2、Leader挂了或网络分区了

具体细节如下:

1、申请投票 RPC

由候选人发动

返回值

接管申请投票的节点响应规定如下:

  1. 如果term < currentTerm返回 false;
  2. 如果 votedFor 为空或者为 candidateId,并且候选人的日志至多和本人一样新,那么就投票给他;

第1条规定好了解,第2条规定后面局部是为了保障在一个任期内每个节点只投1票,后面也说过这个信息是要长久化的;

候选人的日志至多和本人一样新:这里说的就比拟抽象了,这里的意思是要看下各自最初1条日志,即两者的索引号和term都对的上,咱们看一个理论的例子:

下面的例子从上往下假如别离为A、B、C、D、E节点,A以后为Leader,各节点日志索引如下:

A:8

B:5

C:8

D:2

E:7

如果这时候A挂了,如果D最先降级为Candidate,B、C、E收到申请后都不会为D投票,拿B来说,B发现D的最初一条日志索引为2,而本人的日志索引为8,因而回绝B的申请。

对于选举还有其它一些规定:

1、针对Follower

如果在超过选举超时工夫的状况之前都没有收到Leader的心跳,或者是Candidate申请投票的,就本人变成Candidate;

2、针对Candidate

开始选举后的动作如下:

自增以后的任期号(currentTerm);

给本人投票;

重置选举超时计时器;

发送申请投票的 RPC 给其余所有服务器;

收到响应后的规定:

如果接管到大多数服务器的选票,那么就变成Leader;

如果接管到来自新的领导人的心跳信息,则转变成Leader;

如果选举过程超时,再次发动一轮选举;

3、针对Leader

一旦成为领导人:发送空的附加日志 RPC(心跳)给其余所有的服务器;

在肯定的空余工夫之后不停的反复发送,以阻止跟随者超时。