raft日志复制

why：

　　raft算法中，副本数据是以日志的形式产生的。即leader收到客户端的写请求后，处理写请求的过程就是：日志复制和提交的过程。

 

what：

　　日志格式：

　　　　日志是由日志项组成的，包括：用户指令(Command)，索引值(log index)，任期编码(term)。具体如下：

　　　　

 

　　　　指令：一条由客户端指定、状态机需要执行的指令；也可理解为“客户端指定的数据”；

　　　　索引值：日志项在日志中对应的整数索引值。它是用来标记日志项在日志列表中位置的，是一个单调、递增的整数；

　　　　任期编号：创建日志项的leader所在的任期值；

 

how：

　　如何复制日志：

　　　　raft日志复制可以理解为优化后的二阶段提交（即一阶段提交替代了二阶段提交），那么就减少了1次rpc请求耗时。具体步骤如下：

　　　　a、领导者通过日志复制 RPC，将新的日志项复制到其他的服务器。

　　　　b、当领导者将日志项，成功复制到大多数的服务器上的时候，领导者会将这条日志项提交 到它的状态机中。

　　　　c、领导者将执行的结果返回给客户端。

　　　　d、当跟随者接收到心跳信息，或者新的日志复制 RPC 消息后，如果跟随者发现领导者已经 提交了某条日志项，而它还没提交，那么跟随者就将这条日志项提交到本地的状态机 中。

                     

 

 

 

　　　　注意：领导者将日志项提交到它的状态，而没有通知跟随者提交？

　　　　原因：领导 者的日志复制 RPC 消息或心跳消息，包含了当前最大的，将会被提交的日志项索引值。所以跟随者就可以知道领导者的日志提交位置信息。

 

 

　　如何实现日志的一致性：

　　　　核心思想：领导者通过强制跟随者直接复制自己的日志项，处理不一致日志；

　　　　核心有 2 个步骤：

　　　　　　a、领导者通过日志复制 RPC 的一致性检查，找到跟随者节点上，与自己相同日志项的最大索引值。即：，这个索引值之前的日志，领导者和跟随者是一致的，之后的 日志是不一致的了。

　　　　　　b、领导者强制跟随者更新覆盖的不一致日志项，实现日志的一致。

　　　　注意：跟随者中的不一致日志项会被领导者的日志覆盖，而且领导者 从来不会覆盖或者删除自己的日志。

 

　　　　具体过程如下：

　　　　　　PrevLogEntry：表示当前要复制日志项的前面一条日志项的索引值。比如在图中，如 果领导者将索引值为 8 的日志项发送给跟随者，那么此时 PrevLogEntry 值为 7。

　　　　　　PrevLogTerm：表示当前要复制日志项的前面一条日志项的任期编号。比如在图中， 如果领导者将索引值为 8 的日志项发送给跟随者，那么此时 PrevLogTerm 值为 4。

　　　　

 

 

　　　　

　　　　 

 

　　　　　

 

 

　　　　a、领导者通过日志复制 RPC 消息，发送当前最新日志项到跟随者 ，例如：这个消息的 PrevLogEntry 值为 7，PrevLogTerm 值 为 4。

　　　　b、如果跟随者在它的日志中，找不到与 PrevLogEntry 值为 7、PrevLogTerm 值为 4 的日 志项。也就是说：它的日志和领导者的不一致了，那么跟随者就会拒绝接收新的日志项， 并返回失败信息给领导者。

　　　　c、这时，领导者会递减要复制的日志项的索引值，并发送新的日志项到跟随者。即：消息 的 PrevLogEntry 值为 6，PrevLogTerm 值为 3。

　　　　d、如果跟随者在它的日志中，找到了 PrevLogEntry 值为 6、PrevLogTerm 值为 3 的日志 项，那么日志复制 RPC 返回成功。则：领导者就知道在 PrevLogEntry 值为 6、 PrevLogTerm 值为 3 的位置，跟随者的日志项与自己相同。

　　　　e、领导者通过日志复制 RPC，复制并更新覆盖该索引值之后的日志项（也就是不一致的日 志项），最终实现了集群各节点日志的一致。