RAFT实现之leader election

RAFT实现之leader election

测试全部通过

leader选举基本流程

1. 所有节点以follower启动
2. follower的选举时钟超时，转为candidate
3. candidate向其他节点发送投票请求，如果收到过半节点的投票，则成为leader
4. leader周期性向其他节点发送心跳包以维持权威

实现关键点：

1.状态转移：

raft节点的状态转移要严格依据下图，不管节点处于什么状态，只要发现更大的Term，都转为follower。对于candidate，如果收到新leader的心跳包，则转为follower。

2.选举时钟

如果节点状态不是leader，选举时钟需要周期性的检查是否过期：

func (rf *Raft) PeriodicRequestVote() {
    for {
        rf.mu.Lock()
        //检查状态是不是leader,如果不是，检查election time 有没有超时 ，超时，则状态转为candidate
        if rf.state != leader && rf.electionTimer+rf.timeperiod < time.Now().UnixNano() {
            //转到c尝试成为leader
            rf.mu.Unlock()
            rf.AttemptBeLeader()
        } else {
            rf.mu.Unlock()
        }
        // rf.mu.Unlock()
        time.Sleep(electionInterval*time.Millisecond)
    }   
}

重置选举时钟的3种情形：

 

1. 从leader处收到appendentriesRPC调用（如果leader的term过期则不用重置）
2. 开始新的一轮选举
3. 给其他节点投票（收到requestVoteRPC调用）

 

3.RequestVoteRPC

接受者（follow，candidate，leader）实现除了图中的1、2，还需要注意：

• 检查是否收到更大的term，如果收到，更新term并转为follower状态，如果已经是follower，则更新term和重置votedFor

//如果候选人的term小于自己的term
if term<rf.currentTerm {
    reply.VoteGranted = false
    return
} else if term > rf.currentTerm { //收到更高的term，更新term,转为follwer
    rf.convertToFollwer(term)
}

• 如果决定给候选人投票，需要将自己的当前term返回，这里强调当前term（currentTerm）是因为follower可能因为在正式返回投票结果前更新了自己的currentTerm（比如收到更大的term）

if (rf.votedFor==-1 || rf.votedFor==candidateid) && (lastLogTerm > lastTerm ||
        lastLogTerm==lastTerm && lastLogIndex>=lastIndex) {
    reply.Term = rf.currentTerm
    reply.VoteGranted = true
    //将投票人修改(add my)
    rf.votedFor=candidateid

发送者收到RPC调用结果后，需要注意：

• 是否是过期的rpc回复（即term小于自己的term），丢弃不处理

//如果收到过期的term，丢弃

if rf.state!=candidate || reply.Term < rf.currentTerm {
    return false    
 }

• 返回的term是否大于自己的term，是则转为follower

//收到的trem大于自己的term，转为follwer

if reply.Term > rf.currentTerm {
    rf.convertToFollwer(reply.Term)
}

candidate统计选票时得把自己算上

守护进程定时检查节点是否成为leader，成为leader后定时周期发起AppendEntriesRPC。

func (rf *Raft) PeriodicAppendEnties() {
    for {
        rf.mu.Lock()
        if rf.state == leader {
            rf.mu.Unlock()
            rf.AttemptReplication()
        } else {
            rf.mu.Unlock()
        }
        time.Sleep(heartbeatInterval*time.Millisecond)
    }   
}