Raft共识算法是什么

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Raft算法主要应用于分布式集群系统中，如果保证高可用和数据一致性，它主要定义两方面的规范：选主（Leader Election）和复制日志（Log Replication）

1.选主机制

Raft定义了集群节点三个状态:Leader(主)、Follower (从)、Candidate（候选）

主：负责与对接外部输入 ，并保持与从的心跳

从：备份数据、主挂了的时候要挑起重担

候选：当从timeout时间内（150ms 到 300ms，每个节点不一样）没有收到主的心跳，转为此状态

从以下几种情形中分析选主是如何运作的

a.正常初始情况

开始所有节点都是Follower状态，当其中一个节点在timeout过后，就会转变成Candidate并向其它节点发送投票请求，并开始新的timeout。

超过半数Follower节点收到请求并回复确认后，Candidate节点就会转变成Leader节点，并向Follower节点发送心跳

c.多个Follower同时转变成Candidate

当有多个Candidate时，会向其余节点发送选举请求，Candidate节点会拒绝其它节点的请求，Follower节点接收到其中一个Candidate节点请求后，会拒绝同一选举轮回的其它请求，如果此时其中一个节点获得半数节点同意，自动成为Leader,如果两个Candidate节点没有分出胜负后，当timeout节点会发起第二轮选举请求，此时就看谁先timeout结束并获得半数节点同意，就成为Leader

2.复制日志

数据复制主要是为了保证数据的可靠和一致性，当数据变更时，Leader将数据同步给Follower

从以下几种场景如何执行数据复制

a.正常情况

大致可以分为8个步骤

外部向Leader发布数据，

1.Leader将数据保存，状态为uncommit

2.Leader将数据通过appendEntries发送给Follower

3.Follower将数据保存，状态为uncommit

4.Follower返回确认给Leader

5.Leader收到半数以上Follower的确认后，将数据状态更改为commit

6.Leader返回确认

7.Leader再次通过appendEntries将数据发送给Follower

8.Follower将数据状态更改为commit

b.Network Partition 情况

也就是在部分节点网络问题没法通信情况下

没有Leader的一方，通过选举得到leader，此Leader的选举轮次+1

此时就出现了两个Leader可以对外提供服务

如果此时有外部数据进来，分别传给了L1和L2，未超过半数的一方因为得到确认的数量也未达到半数，所以数据都是uncommit状态，返回也是失败

而超过半数的一方数据为commit

此时如果网络恢复了，通过选举规则，轮次高的Leader一方为继续为Leader，另一方降级为Follower

此时uncommite的数据将被删除，未同步的数据将会被补充

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