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:
- 如果term < currentTerm返回 false;
- 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。