Raft选举算法

目标：分布式集群中，选举Leader，保持数据一致性

 

集群中每个节点都有三种状态：

1. Follower：纯小弟
2. Candidate：候选人。我原来是小弟，但我现在想当老大
3. Leader：老大

集群状态：

1. 有明确的老大（稳定状态）
2. 没有老大，选举中

有老大的状态：

Follower内有倒计时（150ms~300ms）。Leader定期（例如50ms）给follower发心跳消息（广播告诉小弟：老大还活着，所有人继续当小弟）。小弟收到心跳后，重置倒计时器。

所有节点内，维持一个数据结构（Term2，LeaderA），表示当前是第2任老大，老大是A

 

一旦老大挂了：

此时所有小弟还在倒计时，但是收不到老大的心跳了...

直到某个小弟B自身倒计时结束，他首先意识到“老大挂了，社团不能没有老大，我最早觉醒的，那么就有我来开启新时代（Term+1）吧“（自身状态为Candidate）。

于是，B广播给所有小弟（包括已经凉了的A），“大家来选举第3任老大，老大是B”（发送VFM（VoteForMe）消息）。

其他小弟发现要来到新时代了（Term3>Term2），不管自身倒计时有没有结束，纷纷拥护B作为新老大（返回OK信息，更新自身数据结构：Term3，LeaderB）。

B收到多数人的投票后，就成为名副其实的新一任的老大（状态：Candidate->Leader）

B作为老大，定时给所有小弟发送AppendEntries消息（我已经得到权威认证了）

  

如果两个小弟同时觉醒

例如B、C。设定，集群为5个节点，A、B、C、D、E，此时，A凉了，B、C同时觉醒相当老大，D、E还是小弟状态（倒计时中）

那么，B、C会同时向其他节点（B->ACDE，C->ABDE）发送VFM消息（B的VFM消息：Term3，LeaderB；C的VFM消息是Term3，LeaderC）。

DE收到消息后，会做如下逻辑判断：VFM.Term > this.Term ? OK:不OK。（如果要开启新时代，那么就认新老大。不认旧时代的新老大）

例如，E先收到C的VFM消息，判断了一下this.Term(2)<VFM.Term(3) 成立，于是更新自身状态（Term3，LeaderC），认C为新老大；

之后E又收到了B的VFM消息，判断了一下this.Term(3)<VFM.Term(3) 不成立，于是给B回不同意的消息，我在Term3时代不认B做老大。。

 

此时，集群整体会存在两种情况：

1. B、C各自收到相等的投票，选举失败状态，例如（B：D同意E反对；C收到：D反对E同意，A凉了）
1. 那么，B、C各自重新开启一个随机倒计时（Elaction），谁先倒计时完，谁再重新广播VFM请求（例如，C先倒计时结束，则发起新的Vote，Term4，LeaderC）
2. B、C收到不等的投票，例如（DE选举C，无人选B，A凉了）
1. 那么，C认为自己是老大，开始对B、D、E广播AppendEntries（我C是老大）。
2. 虽然B在倒计时等待重新发起Election，但是一旦收到AppendEntries请求，就认为C是老大，自己回到Follower状态

 

参考：

图解版：https://www.jianshu.com/p/8e4bbe7e276c

动画版：http://thesecretlivesofdata.com/raft/