计划学习 Paxos , 无奈太过难以理解。 因此通过 Raft 辅助理解。
本工程理论基于 CSDN 翻译版 《In search of an Understandable Consensus Algorithm (Extended Version)》, 译文见: RAFT 论文中文翻译(1) 和 RAFT 论文中文翻译(2)。
实现基于 Raft Understandable Distributed Consensus
目前实现了 raft 协议的下述功能:
- 集群选举.
- 数据一致性.
- 集群配置(集群节点信息, 以及集群的数目)更改.
- 紧急提交.
- 日志压缩.
将系统代码拷贝到本地:[email protected]:srctar/raft.git, 通过执行 mvn clean package 在target目录下得到raft-1.0.0-SNAPSHOT.jar这个可执行jar。
jar有传参, 供三位。
- 第一位传参为: 运行机器的 ip 地址。
- 第二位传参为: 运行机器的 开放端口。
- 第三位传参为: 集群中的机器信息(ip:port)形式。
例如：java -jar target\raft-1.0.0-SNAPSHOT.jar 192.168.179.1 40000 ip.txt
其中ip.txt内容便是(一个五台机器的集群):
192.168.179.1:10000
192.168.179.1:20000
192.168.179.1:30000
192.168.179.1:40000
192.168.179.1:50000
raft是开源免费的协议, 本工程也是开源且免费的工程. 请在遵守 LICENSE 约定的情况下使用。
通过对 com.qyp.raft.rpc.RaftRpcLaunchService 的实现和 com.qyp.raft.rpc.RaftRpcReceive 的修改实现。
com.qyp.raft.rpc.RaftRpcLaunchService 是一个发起TCP命令的类, com.qyp.raft.rpc.RaftRpcReceive专用于接收前者的TCP命令。
你可以将它替换成你喜欢的写法, 比如你可以用HTTP协议来实现, 或者你可以通过Dubbo来实现。 如果你的服务刚好位于一个Java Web工程, 你还可以直接使用你的Web开放的端口.
本项目完全基于原生Raft协议，已实现部分功能。项目组成如下：
- 通讯发起：RaftRpcLaunchService
- 通讯接收：RaftRpcReceive（贯穿整个Appliction）
- 接收心跳：HeartBeatTimer
- 选举器：ElectionTimer
- 选举实现：LeaderElection
- 客户端(Follower)：RaftClient, 无日志功能，一次只能同步一条数据，且不可恢复
- 处理投票请求RaftCommand dealWithVote(StandardCommand)
- 处理同步请求RaftCommand dealWithSync(StandardCommand)
- 处理同步提交请求RaftCommand dealWithCommit(StandardCommand)
- 处理心跳请求RaftCommand dealWithHeartBeat(StandardCommand)
- 服务端（Leader）：RaftServer，实现在 CommunicateFollower
- 数据同步RaftCommand sync(TranslateData)
- 保持心跳heartBeat()
其中 RaftRpcReceive 是常驻服务，永远接收其他集群中的节点的消息。
节点只会在接收Leader心跳超时后发起选举;
运行中的集群拒绝其他任何除Leader外节点的心跳、同步请求;
节点处于初始、选举状态，一定会接收并赞同高于当前term的Leader的心跳;
节点处于Follower状态，将拒绝除了Leader外的心跳;
节点处于Leader状态，如果心跳term高于自身，将扭转为Follower;
Leader本身不会给自己发心跳。
节点优先给自己投票，但是只要节点尚未投票，一定赞成请求投票节点的选票;
如果节点上次投票某节点, 本次依然投票某节点（心跳超时时间1000ms, 选举前等待时间150ms~300ms）;
大于4台机器的集群中，Leader宕机，可能导致2台以上的机器申请选举, 只处理term高于本身的term的请求;
Leader在实现上，只要投赞成票数过半，立即成为Leader。此时因为节点接收投票原则，一定会立马转化为Follower。