raft协议
资料
官方网站 https://raft.github.io/
动画示例 http://thesecretlivesofdata.com/raft/
网易云知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/30706032
wiki https://zh.wikipedia.org/wiki/Raft
RocketMQ https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzNzgyMjYxOQ==&mid=2247484393&idx=1&sn=117208f86616ce7793d84fbe80c5ec5b&chksm=e8c3f41ddfb47d0bbe4937ba700a2def8c589839b4f97af3e1a7d74335914b12c07b7d04c953&scene=21#wechat_redirect
简介
Raft是一个共识算法，取代Paxos。Raft的目标是提供更好理解的算法，并且证明可以提供与Paxos相同的容错性以及性能。
Raft透过选举leader的方式实做共识算法：
在Raft集群（Raft cluster）里，服务器可能会是这三种身份其中一个：leader、follower，或是candidate（候选人）。在正常情况下只会有一个leader，其他都是follower。而leader会负责所有外部的请求，如果不是leader的机器收到时，请求会被转发到leader。
通常leader会借由固定时间发送消息，也就是“心跳（英语：heartbeat）”，让follower知道集群的领袖还在运作。而每个追随者都会设计超时机制（timeout），当超过一定时间没有收到心跳（通常是150 ms或300 ms，集群就会进入选举状态。
Raft将问题拆成数个子问题分开解决，让人更容易了解：
- 领袖选举（Leader Election）
- 记录复写（Log Replication）
- 安全性（Safety）
Leader选举
单节点选举
- 首先3个节点初始状态为 Follower，每个节点会有一个超时时间(计时器)，其时间设置为150ms~300ms之间的随机值。当计时器到期后，节点状态从 Follower 变成 Candidate。
- 通常情况下，三个节点中会有一个节点的计时器率先到期，节点状态变为Candidate，候选者状态下的节点会发起选举投票。我们先来考虑只有一个节点变为Candidate时是如何进行选主的。
当节点状态为 Candidate，将发起一轮投票，由于是第一轮投票，设置本轮投票轮次为1，并首先为自己投上一票，正如上图所示的 NodeA 节点，Term 为1，Vote Count为1 - 当集群内的节点收到投票请求后如果本轮未进行过投票，则赞同，否则反对，然后将结果返回，并重置计时器。
- 当节点A收到的赞同票大于一半时，则升级为该集群的 Leader，然后定时向集群内的其他节点发送心跳，以便确定自己的领导地位。
- 节点在收到 Leader 的心跳包后，返回响应结果，并重置自身的计时器，如果 Flower 状态的节点在计时时间超时内没有收到 Leader 的心跳包，就会从 Flower 节点变成 Candidate,该节点就会发起下一轮投票
- 如果主节点宕机，则停止向集群内的节点发送心跳包。随着计时器的到期，节点B先于节点C变成 Candidate，则节点B向集群内的其他节点发起投票
- 节点C收到请求，由于其投票轮次大于自己的投票轮次，并该轮次并未投票，投出赞成票并返回结果，然后重置计时器。节点B将顺理成章的成为新的Leader并定时发送心跳包
多节点同时发起投票
- 首先同时有两个节点进入Candidate状态，并开始新的一轮投票，当前投票编号为4，首先先为自己投上一票，然后向集群中的其他节点发起投票，比如C D节点同时发起自己的投票
- 首先节点C、D在收到D、C节点的投票请求时，都会返回不同意，因为在本轮投票中，已经各自为自己投了一票，按照上图，节点A同意C节点、节点B同意D节点，那此时C、D都只获得两票，当然如果A,B都认为C或D成为主节点，则选择就可以结束了，C、D都只获的2票，未超过半数，无法成为主节点
- 投票结果如下：节点A,节点C同意节点B成为leader，但由于BD都发起了第5轮投票，最终的投票轮次更新为6
思考如何实现Raft选主
-
节点状态
需要引入3种节点状态：Follower(跟随者)、Candidate(候选者)，投票的触发点，Leader(主节点)。 -
进入投票状态的计时器
Follower、Candidate 两个状态时，需要维护一个计时器，每次定时时间从150ms-300ms之间进行随机，即每个节点的每次的计时过期不一样，Follower状态时，计时器到点后，触发一轮投票。节点在收到投票请求、Leader 的心跳请求并作出响应后需要重置定时器。 -
投票轮次Team
Candidate 状态的节点，每发起一轮投票，Term 加一；Term的存储。 -
投票机制
每一轮一个节点只能为一个节点投赞成票，例如节点A中维护的轮次为3，并且已经为节点B投了赞成票，如果收到其他节点，投票轮次为3，则会投反对票，如果收到轮次为4的节点，是又可以投赞成票的。 -
成为Leader的条件
必须得到集群中节点的大多数，即超过半数，例如如果集群中有3个节点，则必须得到两票，如果其中一台服务器宕机，剩下的两个节点，还能进行选主吗？答案是可以的，因为可以得到2票，超过初始集群中3的一半，所以通常集群中的机器各位尽量为奇数，因为4台的可用性与3台的一样。
