Raft算法

发布时间:2024年01月24日

Raft 算法是一种通过对日志复制管理来达到集群节点一致性的算法。这个日志复制管理
发生在集群节点中的 Leader 与 Followers 之间。Raft 通过选举出的 Leader 节点负责管理日志
复制过程,以实现各个节点间数据的一致性。

在这里插入图片描述
在 Raft 中,节点有三种角色:

  • Leader:唯一负责处理客户端写请求的节点;也可以处理客户端读请求;同时负责日志
    复制工作
  • Candidate:Leader 选举的候选人,其可能会成为 Leader。是一个选举中的过程角色
  • Follower:可以处理客户端读请求;负责同步来自于 Leader 的日志;当接收到其它
    Cadidate 的投票请求后可以进行投票;当发现 Leader 挂了,其会转变为 Candidate 发起
    Leader 选举

leader 选举

(1) 我要选举
若 follower 在心跳超时范围内没有接收到来自于 leader 的心跳,则认为 leader 挂了。此
时其首先会使其本地 term 增一。然后 follower 会完成以下步骤:

  • 此时若接收到了其它 candidate 的投票请求,则会将选票投给这个 candidate
  • 由 follower 转变为 candidate
  • 若之前尚未投票,则向自己投一票
  • 向其它节点发出投票请求,然后等待响应
    (2) 我要投票
    follower 在接收到投票请求后,其会根据以下情况来判断是否投票:
  • 发来投票请求的 candidate 的 term 不能小于我的 term
  • 在我当前 term 内,我的选票还没有投出去
  • 若接收到多个 candidate 的请求,我将采取 first-come-first-served 方式投票
    (3) 等待响应
    当一个 Candidate 发出投票请求后会等待其它节点的响应结果。这个响应结果可能有三
    种情况:
  • 收到过半选票,成为新的 leader。然后会将消息广播给所有其它节点,以告诉大家我是
    新的 Leader 了
  • 接收到别的 candidate 发来的新 leader 通知,比较了新 leader 的 term 并不比自己的 term
    小,则自己转变为 follower
  • 经过一段时间后,没有收到过半选票,也没有收到新 leader 通知,则重新发出选举
    (4) 选举时机
    在很多时候,当 Leader 真的挂了,Follower 几乎同时会感知到,所以它们几乎同时会变
    为 candidate 发起新的选举。此时就可能会出现较多 candidate 票数相同的情况,即无法选举
    出 Leader。
    为了防止这种情况的发生,Raft 算法其采用了 randomized election timeouts 策略来解决
    这个问题。其会为这些 Follower 随机分配一个选举发起时间 election timeout,这个 timeout
    在 150-300ms 范围内。只有到达了 election timeout 时间的 Follower 才能转变为 candidate,
    否则等待。那么 election timeout 较小的 Follower 则会转变为 candidate 然后先发起选举,一
    般情况下其会优先获取到过半选票成为新的 leader。

数据同步

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

Raft 算法的动画,其非常清晰全面地演示了 Raft 算法的工作原理。

该动画的地址为:Raft

文章来源:https://blog.csdn.net/jingzhou111/article/details/135813097
本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。