Raft共识算法详解 (2)

Raft共识算法详解

➢ 某一时刻,其中的一个 follower 由于没有收到 leader 的 heartbeat 率先发生 election timeout 进而发起选举。

Raft共识算法详解

➢ 只要集群中超过半数的节点接受投票,candidate 节点将成为即切换 leader 状态。

Raft共识算法详解

➢ 成为 leader 节点之后,leader 将定时向 follower 节点同步日志并发送 heartbeat。

Raft共识算法详解

如果leader节点出现了故障,那怎么办?

下面将说明当集群中的 leader 节点不可用时,raft 集群是如何应对的。

➢ 一般情况下,leader 节点定时发送 heartbeat 到 follower 节点。

Raft共识算法详解

➢ 由于某些异常导致 leader 不再发送 heartbeat ,或 follower 无法收到 heartbeat 。

Raft共识算法详解

➢ 当某一 follower 发生election timeout 时,其状态变更为 candidate,并向其他 follower 发起投票。

Raft共识算法详解

➢ 当超过半数的 follower 接受投票后,这一节点将成为新的 leader,leader 的任期号term加1并开始向 follower 同步日志。

Raft共识算法详解

➢ 当一段时间之后,如果之前的 leader 再次加入集群,则两个 leader 比较彼此的任期号,任期号低的leader将切换自己的状态为follower。

Raft共识算法详解

➢ 较早前 leader 中不一致的日志将被清除,并与现有 leader 中的日志保持一致。

Raft共识算法详解

还有第三种可能性就是candidate既没选举成功也没选举失败:如果多个follower同时成为candidate去拉选票,导致选票分散,任何candidate都没拿到大多数选票,这种情况下Raft使用超时机制election timeout来解决。所以同时出现多个candidate的可能性不大,即使机缘巧合同时出现了多个candidate导致选票分散,那么它们就等待自己的election timeout超时,重新开始一次新选举,实验也证明这个机制在选举过程中收敛速度很快。

3.2 Log Relocation

在 raft 集群中,所有日志都必须首先提交至 leader 节点。leader 在每个 heartbeat 向 follower 发送AppendEntries RPC同步日志,follower如果发现没问题,复制成功后会给leader一个表示成功的ACK,leader收到超过半数的ACK后应用该日志,返回客户端执行结果。若 follower 节点宕机、运行缓慢或者丢包,则 leader 节点会不断重试AppendEntries RPC,直到所有 follower 节点最终都复制所有日志条目。

上述的具体过程如下:

➢ 首先有一条 uncommitted 的日志条目提交至 leader 节点。

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