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谢其骏 2022-01-27 12:07:41 +08:00
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docs/distributed-system/理论&算法/raft算法.md
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共识算法允许一组节点像一个整体一样一起工作，即使其中的一些节点出现故障也能够继续工作下去，其正确性主要是源于复制状态机的性质：一组`Server`的状态机计算相同状态的副本，即使有一部分的`Server`宕机了它们仍然能够继续运行。 共识算法允许一组节点像一个整体一样一起工作，即使其中的一些节点出现故障也能够继续工作下去，其正确性主要是源于复制状态机的性质：一组`Server`的状态机计算相同状态的副本，即使有一部分的`Server`宕机了它们仍然能够继续运行。
`图-1：复制状态机架构 一致性算法管理来自客户端的状态机命令的复制日志。状态机处理日志中相同顺序的命令序列，因此会输出相同的结果。` https://raw.githubusercontent.com/jun0315/JavaGuide/raft-pic/media/pictures/raft/rsm-architecture.png
`图-1：复制状态机架构`
一般通过使用复制日志来实现复制状态机。每个`Server`存储着一份包括命令序列的日志文件，状态机会按顺序执行这些命令。因为每个日志包含相同的命令，并且顺序也相同，所以每个状态机处理相同的命令序列。由于状态机是确定性的，所以处理相同的状态，得到相同的输出。 一般通过使用复制日志来实现复制状态机。每个`Server`存储着一份包括命令序列的日志文件，状态机会按顺序执行这些命令。因为每个日志包含相同的命令，并且顺序也相同，所以每个状态机处理相同的命令序列。由于状态机是确定性的，所以处理相同的状态，得到相同的输出。
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在正常的情况下，只有一个服务器是Leader，剩下的服务器是Follower。Follower是被动的，它们不会发送任何请求，只是响应来自Leader和Candidate的请求。 在正常的情况下，只有一个服务器是Leader，剩下的服务器是Follower。Follower是被动的，它们不会发送任何请求，只是响应来自Leader和Candidate的请求。
https://raw.githubusercontent.com/jun0315/JavaGuide/raft-pic/media/pictures/raft/server-state.png
`图-2：服务器的状态` `图-2：服务器的状态`
### 2.2 任期 ### 2.2 任期
https://raw.githubusercontent.com/jun0315/JavaGuide/raft-pic/media/pictures/raft/term.png
`图-3：任期` `图-3：任期`
如图3所示，raft算法将时间划分为任意长度的任期（term），任期用连续的数字表示，看作当前term号。每一个任期的开始都是一次选举，在选举开始时，一个或多个Candidate会尝试成为Leader。如果一个Candidate赢得了选举，它就会在该任期内担任Leader。如果没有选出Leader，将会开启另一个任期，并立刻开始下一次选举。raft算法保证在给定的一个任期最少要有一个Leader。 如图3所示，raft算法将时间划分为任意长度的任期（term），任期用连续的数字表示，看作当前term号。每一个任期的开始都是一次选举，在选举开始时，一个或多个Candidate会尝试成为Leader。如果一个Candidate赢得了选举，它就会在该任期内担任Leader。如果没有选出Leader，将会开启另一个任期，并立刻开始下一次选举。raft算法保证在给定的一个任期最少要有一个Leader。