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简单介绍一下Raft(分布式一致性算法)选举过程

4月16日 吴梦筱投稿
  在分布式系统中,一致性指的是集群中的多个节点在状态上达成一致。但是在现实场景中,由于程序异常、网络中断、硬件故障等原因,节点间的一致性很难保证,这样就需要Paxos、Raft等协议来保证节点间的一致性,本次就Raft的选举机制进行简单描述。
  Raft是一种更为简单方便易于理解的分布式算法,以正确性、高效性、简洁性作为主要设计目标,Raft算法是现在分布式系统开发主流算法,如etcd(K8S)、consul等。
  选举领导者过程
  Raft算法有三种角色:领导者(Leader):处理写请求,管理日志复制,持续发送心跳信息、阻止发起新的选举跟随者(Follower):接收处理来自领导者的消息,当心跳信息超时时,主动推荐自己当候选人候选人(Candidate):向其他节点发送请求投票信息,如果赢得多数选票,就晋升当领导者
  选举规则:领导者当选必须是要在一个任期内收到超过半数跟随者的投票节点只能响应任期号大于或等于自己任期的请求同一任期内,跟随者只能投给一个候选人
  初始状态:所有节点都是跟随者
  Raft算法特性是随机超时时间,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;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。
  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,先给自己投一张选票,然后向其他节点发送请求投票消息,请它们选举自己为领导者。
  选举投票
  其他节点接受到候选人的消息时,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。
  领导者产生
  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。
  领导者维持
  领导者将周期性地发送心跳消息,通知其他服务器我是领导者,阻止跟随者发起新的选举。
  在选举过程还会有其它情况,如节点A、节点B同时发起选举(自行切换过程),或所有节点没有收到大部分投票(重新发起选举),以及Leadercrash场景下的选举过程等,大家可以通过了解正常情况下的选举过程,逐步去学习和深入了解Raft算法。
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