Raft共識算法是什么

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Raft算法主要應(yīng)用于分布式集群系統(tǒng)中，如果保證高可用和數(shù)據(jù)一致性，它主要定義兩方面的規(guī)范：選主（Leader Election）和復(fù)制日志（Log Replication）

1.選主機制     

Raft定義了集群節(jié)點三個狀態(tài):Leader(主)、Follower (從)、Candidate（候選）

        主：負責與對接外部輸入 ，并保持與從的心跳

        從：備份數(shù)據(jù)、主掛了的時候要挑起重擔

        候選：當從timeout時間內(nèi)（150ms 到 300ms，每個節(jié)點不一樣）沒有收到主的心跳，轉(zhuǎn)為此狀態(tài)

       從以下幾種情形中分析選主是如何運作的

       a.正常初始情況

              開始所有節(jié)點都是Follower狀態(tài)，當其中一個節(jié)點在timeout過后，就會轉(zhuǎn)變成Candidate并向其它節(jié)點發(fā)送投票請求，并開始新的timeout。

              超過半數(shù)Follower節(jié)點收到請求并回復(fù)確認后，Candidate節(jié)點就會轉(zhuǎn)變成Leader節(jié)點，并向Follower節(jié)點發(fā)送心跳

       c.多個Follower同時轉(zhuǎn)變成Candidate

            當有多個Candidate時，會向其余節(jié)點發(fā)送選舉請求，Candidate節(jié)點會拒絕其它節(jié)點的請求，F(xiàn)ollower節(jié)點接收到其中一個Candidate節(jié)點請求后，會拒絕同一選舉輪回的其它請求，如果此時其中一個節(jié)點獲得半數(shù)節(jié)點同意，自動成為Leader,如果兩個Candidate節(jié)點沒有分出勝負后，當timeout節(jié)點會發(fā)起第二輪選舉請求，此時就看誰先timeout結(jié)束并獲得半數(shù)節(jié)點同意，就成為Leader

2.復(fù)制日志

    數(shù)據(jù)復(fù)制主要是為了保證數(shù)據(jù)的可靠和一致性，當數(shù)據(jù)變更時，Leader將數(shù)據(jù)同步給Follower

    從以下幾種場景如何執(zhí)行數(shù)據(jù)復(fù)制

    a.正常情況

        大致可以分為8個步驟

        外部向Leader發(fā)布數(shù)據(jù)，

        1.Leader將數(shù)據(jù)保存，狀態(tài)為uncommit

        2.Leader將數(shù)據(jù)通過appendEntries發(fā)送給Follower

        3.Follower將數(shù)據(jù)保存，狀態(tài)為uncommit

        4.Follower返回確認給Leader

        5.Leader收到半數(shù)以上Follower的確認后，將數(shù)據(jù)狀態(tài)更改為commit

        6.Leader返回確認

        7.Leader再次通過appendEntries將數(shù)據(jù)發(fā)送給Follower

        8.Follower將數(shù)據(jù)狀態(tài)更改為commit

    b.Network Partition 情況 

        也就是在部分節(jié)點網(wǎng)絡(luò)問題沒法通信情況下

         沒有Leader的一方，通過選舉得到leader，此Leader的選舉輪次+1

     此時就出現(xiàn)了兩個Leader可以對外提供服務(wù)

     如果此時有外部數(shù)據(jù)進來，分別傳給了L1和L2，未超過半數(shù)的一方因為得到確認的數(shù)量也未達到半數(shù)，所以數(shù)據(jù)都是uncommit狀態(tài)，返回也是失敗

     而超過半數(shù)的一方數(shù)據(jù)為commit

    此時如果網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)了，通過選舉規(guī)則，輪次高的Leader一方為繼續(xù)為Leader，另一方降級為Follower

    此時uncommite的數(shù)據(jù)將被刪除，未同步的數(shù)據(jù)將會被補充

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