Raft 协议

Posted 2022-07-01 抓手

对于强⼀致性共识算法，目前最多使用的就是 Raft 协议。

Raft协议成熟的实现案例

• 蚂蚁金服的JRaft；
• Zookeeper 的 ZAB；
• Consul 的 Raft；
• 百度的 braft；
• Apache 的 Ratis；

Raft角色

• 跟随者（Follower）：普通群众，默默接收和来自领导者的消息，当领导者心跳信息超时的时候，就主动站出来，推荐自己当候选人。
• 候选人（Candidate）：候选人将向其他节点请求投票 RPC 消息，通知其他节点来投票，如果赢得了大多数投票选票，就晋升当领导者。
• 领导者（Leader）：处理写请求、管理日志复制和不断地发送心跳信息（维持领导地位）。

随机超时时间特性

Raft 算法中具有随机超时时间特点，每个节点等待领导者节点心跳信息的超时时间间隔是随机的。为了防止多个节点同时发起投票，每个节点分配的选举超时时间也是随机的。

选举过程

1. 初始状态，所有节点都是跟随者。
2. 当集群中没有领导者时，等待超时时间最小的节点会因为没有等到领导者心跳信息，发生超时。
3. 超时自荐，此时该节点就会增加自己的任期编号，并推举自己为候选人，先给自己投一票，然后向其他节点发送请求投票RPC消息，请它们选举自己为领导者。
4. 选举投票，其他节点接受到候选人的RPC消息时，并且在编号为1的任期内，没有投过票，那么就把选票投给该候选人，然后增加自己的任期编号。
5. 新领导产生，候选人在选举超时时间内赢得了大多数的选票，那么它就会成为本届任期内新的领导者。
6. 正常状态，领导者将周期性地发送心跳消息到其他服务。