Raft 基础

目录

1. 三个状态
2. 什么是任期
3. 节点之间的通讯

1. 三个状态

Raft 设计了 3 个状态，用于表示节点的状态，分别是跟随者，候选者，领导者。

1. 领导者：一般只有一个领导人，而且其余节点都是跟随者。
2. 跟随者：跟随者不会发送任何请求，只是简单的响应领导者或者候选人的请求，由领导人处理全部的客户端请求（若是客户端请求了跟随者，那么跟随者会将请求转发给领导者）
3. 候选者：选举新的领导人时使用。

3 个角色的转换关系和流程：

能够看到，这张图里的几个概念：

1. 初始化：全部服务器启动时，都是跟随者
2. 超时：当初始时， 没有收到领导人的心跳，便开始选举。若是候选者选举的时候，也超时了，便从新选举。
3. 大多数的选票：成为领导人的关键是 —— 获取大多数服务器的选票，能够看作是鸽笼原理。

2. 什么是任期

目录：

1. 2 个阶段
2. 任期
3. 服务器之间的通讯

背景：因为机器的物理时间是不可靠的，因此须要一个逻辑时间。称之为任期（term）。

从 2 个阶段开始提及：

集群节点一般有 2 个节点：

1. 选举阶段
2. 领导者正常运行

例外：当选举失败，会进行加时赛，即连续有 2 个选举过程。

见下图：

图 2 可见任期 3 选举失败，而后进行了从新选举。

从新选举会继续失败吗？

答：若是不作限制，是会理解失败的。

Raft 使用了一个限制来规避：每台服务器在选举的时候，使用一个随机数（150 -200），即每一个服务器在不一样的时间发出选举。防止冲突。称之为“加时赛”。

任期号

在上文中说道：因为机器的物理时间是不可靠的，因此须要一个逻辑时间。称之为任期（term）。

有关任期的几个特色：

1. 节点有可能观察不到任何一次选举或者任期。
2. 任期充当逻辑时钟，服务器节点能够经过任期号查明过时的领导者或过时的信息。
3. 每一个节点存储当前任期号，单调递增。
4. 服务器之间的每次通讯，都会交换当前任期号，交换任期号的目的： 4.1 若是一个服务器的当前任期号比其余人小，则更新本身。 4.2 若是一个候选人或者领导人发现本身的任期号过时了，马上将本身变成跟随者状态。 4.3 若是一个节点收到一个过时的任期号的请求，直接拒绝。

3. 节点之间的通讯

服务器之间经过 RPC 通讯，即远程方法调用。

在 Raft 中，RPC 分红 3 种：

1. 请求投票： RequestVote 由候选人在选举任期发起
2. 附加条目 AppendEntries 由领导人发起，用来复制日志和提供心跳。
3. 为了传输快照单独增长的 RPC。

备注：当服务没有及时收到 RPC 的响应时，会发起重试。

Summary

1. 3 个状态的意义和他们之间切换
2. 任期的设计背景，任期在节点通讯时的做用，任期在增加策略。
3. 节点直接的通讯 RPC 类型以及策略。