raft算法练习-模拟三节点的分布式选举

raft理论知识（网络上有很多，所以理论不是这篇文章的核心）

Raft是一个用于管理日志一致性的协议。它将分布式一致性分解为多个子问题：Leader选举（Leader election）、日志复制（Log replication）、安全性（Safety）、日志压缩（Log compaction）等。同时，Raft算法使用了更强的假设来减少了需要考虑的状态，使之变的易于理解和实现。Raft将系统中的角色分为领导者（Leader）、跟从者（Follower）和候选者（Candidate）：

Leader：接受客户端请求，并向Follower同步请求日志，当日志同步到大多数节点上后告诉Follower提交日志。

Follower：接受并持久化Leader同步的日志，在Leader告之日志可以提交之后，提交日志。

Candidate：Leader选举过程中的临时角色。

Raft要求系统在任意时刻最多只有一个Leader，正常工作期间只有Leader和Followers。Raft算法将时间分为一个个的任期（term），每一个term的开始都是Leader选举。在成功选举Leader之后，Leader会在整个term内管理整个集群。如果Leader选举失败，该term就会因为没有Leader而结束。

Leader选举的过程
  Raft 使用心跳（heartbeat）触发Leader选举。当服务器启动时，初始化为Follower。Leader向所有Followers周期性发送heartbeat。如果Follower在选举超时时间内没有收到Leader的heartbeat，就会等待一段随机的时间后发起一次Leader选举。

每一个follower都有一个时钟，是一个随机的值，表示的是follower等待成为leader的时间，谁的时钟先跑完，则发起leader选举。

Follower将其当前term加一然后转换为Candidate。它首先给自己投票并且给集群中的其他服务器发送 RequestVote RPC。结果有以下三种情况：

赢得了多数的选票，成功选举为Leader；

收到了Leader的消息，表示有其它服务器已经抢先当选了Leader；

没有服务器赢得多数的选票，Leader选举失败，等待选举时间超时后发起下一次选举。

实现（本文核心）

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"math/rand"
	"net/http"
	"net/rpc"
	"sync"
	"time"
)

//模拟三节点的分布式选举


//定义常量3
const raftCount = 3



//声明leader对象
type Leader struct {
   
   
	//任期
	Term int
	//领导编号
	LeaderId int
}


//创建存储leader的对象
//最初任期为0，-1代表没编号
var leader = Leader{
   
   0, -1}


//声明raft节点类型
type Raft struct {
   
   
	//锁
	mu sync.Mutex
	//节点编号
	me int
	//当前任期
	currentTerm int
	//为哪个节点投票
	votedFor int
	//当前节点状态
	//0 follower  1 candidate  2 leader
	state int
	//发送最后一条消息的时间
	lastMessageTime int64
	//当前节点的领导
	currentLeader int

	//消息通道
	message chan bool
	//选举通道
	electCh chan bool
	//心跳信号
	heartBeat chan bool
	//返回心跳信号
	hearbeatRe chan bool
	//超时时间
	timeout int
}


func main() {
   
   
	//过程：创建三个节点，最初是follower状态
	//如果出现candidate状态的节点，则开始投票
	//产生leader

	//创建三个节点
	for i := 0; i < raftCount; i++ {
   
   
		//定义Make() 创建节点
		Make(i)
	}

	//对raft结构体实现rpc注册
	rpc.Register(new(Raft))
	rpc.HandleHTTP()
	err := http.ListenAndServe(":8080", nil)
	if err != nil {
   
   
		log.Fatal(err)
	}

	//防止选举没完成，main结束了
	for {
   
   ;
	}
}



//创建节点
func Make(me int) *Raft {
   
   
	rf := &Raft{
   
   }