mit6.824lab2A Raft

写在前面

最近更新的可能会比较慢，因为分布式系统这个部分到目前还是为爱发电。上个月是在开学考试的阶段，接下来可能会受一些项目或者学习课程安排上的影响，不过这个内容会坚持下去的。
lab2A的内容主要是关于Raft中server选举的实现，论文中的Figure2以伪代码的格式给出了很多较为详尽的解释，没有出大问题的话我打算跟着Figure2的框架来进行操作。lab2A在分析过程中看了中文的翻译解释版(英语水平有点烂)，po一下。

Figure 2：

整体架构

Raft结构体是每一个server都具备一个的，作为状态机的存在。每一个server就本质上并无差距，只是其所处的状态机的状态不同。

1. 我们定义了三种状态：Follower, Candidate, Leader。
2. RPC通信的方式定义两种：AppendEntries RPC, RequestVote RPC。（采用sendXXX()调用其他server的XXX()方法，例如sendAppendEntries_RPC）
3. 定义时钟检查Timer：electionTimer, heartbeatTimer

论文中的Figure 4较为形象地表示了这个过程，Figure 5则是从时间的维度上看的：

状态对应的产生事件

• Follower:
  处理AppendEntries RPC
  处理RequestVote RPC
electionTimer超时

• Candidate
  处理AppendEntries RPC
  处理RequestVote RPC
electionTimer超时
  发起投票sendRequestVote

• Leader
  处理AppendEntries RPC
  处理RequestVote RPC
electionTimer超时
  heartbeatTimer超时
  发送更新心跳包sendAppendEntries

冲突避免

AppendEntries RPC和RequestVote RPC是处在一个新go routine之中的，为了防止同时调用产生互斥，用mutex锁一下保平安。
对于electionTimer和heartbeatTimer，在生成Raft实例的时候多生成一个go routine，之后我们采用选择切换的方式处理timer的timeout定时事件，并行调用sendAppendEntries和sendRequestVote。

Access

Accessed in 2023/10/6 15:30(UTC +8:00)

Test (2A): initial election ...
  ... Passed --   3.1  3   46    5618    0
Test (2A): election after network failure ...
  ... Passed --   4.5  3  106    8244    0
Test (2A): multiple elections ...
  ... Passed --   5.4  7  534   43952    0
PASS
ok  	6.5840/raft	12.963s

改动部分

结构体改动部分：Raft, RequestVoteArgs, RequestVoteReply, AppendEntriesArgs, AppendEntriesReply
新增函数：convertTo(转换状态), AppendEntries, sendAppendEntries(仿照Request...), broadcastHeartbeat(要锁), startElection(要锁), randTimeDuration(raft不等要求)

之后就是在文件raft.go中代码有提示需要在加"Your code here (2A)"的地方加了，都是对于原有的函数功能的实现。