RocketMQ中如何分析raft协议

Raft协议是分布式领域解决一致性的又一著名协议，主要包含Leader选举、日志复制两个部分。

1、Leader选举

1.1  单节点发起的投票

Raft协议中节点有3种状态（角色）：

• Follower
  跟随者。

• Candidate
  候选者。

• Leader
  领导者(Leader)，通常我们所说的的主节点。

首先3个节点初始状态为 Follower，每个节点会有一个超时时间(计时器)，其时间设置为150ms~300ms之间的随机值。当计时器到期后，节点状态从 Follower 变成 Candidate，如下图所示：

 

当节点状态为 Candidate，将发起一轮投票，由于是第一轮投票，设置本轮投票轮次为1，并首先为自己投上一票，正如上图所示的 NodeA 节点，Term 为1，Vote Count为1。

 

 

 

 

 

例如NodeA节点宕机，停止向它的从节点发送心跳，我们来看一下集群如何进行重新选主。

 

节点B，首先将投票轮次设置为2，然后首先为自己投上一篇，然后向其他节点发起投票请求。  
 

 

3个节点的选主就介绍到这里了，也许有网友会说，虽然各个节点的计时器是随机的，但也有可能同一时间，或一个节点在未收到另一个节点发起的投票请求之前变成 Candidate，即在一轮投票过程中，有大于1个的节点状态都是 Candidate，那该如何选主呢？

下面以4个节点的集群为例，来阐述上述这种情况情况下，如何进行选主。

1.2 多节点同时发起的投票

首先同时有两个节点进入Candidate状态，并开始新的一轮投票，当前投票编号为4，首先先为自己投上一票，然后向集群中的其他节点发起投票，如下图所示：

 

 

 

 

 

1.3 思考如何实现Raft选主

1. 节点状态
   需要引入3种节点状态：Follower(跟随者)、Candidate(候选者)，投票的触发点，Leader(主节点)。

2. 进入投票状态的计时器
   Follower、Candidate 两个状态时，需要维护一个计时器，每次定时时间从150ms-300ms之间进行随机，即每个节点的每次的计时过期不一样，Follower状态时，计时器到点后，触发一轮投票。节点在收到投票请求、Leader 的心跳请求并作出响应后需要重置定时器。

3. 投票轮次Team
   Candidate 状态的节点，每发起一轮投票，Term 加一；Term的存储。

4. 投票机制
   每一轮一个节点只能为一个节点投赞成票，例如节点A中维护的轮次为3，并且已经为节点B投了赞成票，如果收到其他节点，投票轮次为3，则会投反对票，如果收到轮次为4的节点，是又可以投赞成票的。

5. 成为Leader的条件
   必须得到集群中节点的大多数，即超过半数，例如如果集群中有3个节点，则必须得到两票，如果其中一台服务器宕机，剩下的两个节点，还能进行选主吗？答案是可以的，因为可以得到2票，超过初始集群中3的一半，所以通常集群中的机器各位尽量为奇数，因为4台的可用性与3台的一样。

温馨提示：上述结论只是我的一些思考，我们可以带着上述思考，进入到Dleger的学习中，下一篇将从源码分析的角度来学习大神是如何实现Raft协议的Leader选主的，让我们一起期待吧。

2、日志复制

完成集群内的选主工作后，客户端向主节点发送请求，由主节点负责数据的复制，使集群内的数据保持一致性，初始状态如下图所示：

 

 

 

 

1. 如果 Leader 节点向从节点广播日志时，其中某个从节点发送故障宕机，该如何处理呢？

2. 日志在什么环节进行提交呢？Leader节点在收到客户端的数据变更请求后，首先追加到主节点的日志文件中，然后广播到从节点，从节点收到日志信息，是提交日志后返回ACK，还是什么时候提交呢？

3. 日志如何保证唯一。

4. 如何处理网络出现分区。