24、分布式数据库强一致性：Raft、VoltDB与Cloud Spanner解析

分布式数据库强一致性：Raft、VoltDB与Cloud Spanner解析

1. Raft算法概述

Raft算法是一种分布式一致性算法，在许多需要达成共识的生产系统中得到了广泛应用，如Neo4j、YugabyteDB数据库，etcd键值存储以及Hazelcast分布式内存对象存储等。

1.1 日志复制

在Raft中，只需要大多数追随者（follower）确认日志条目，就可以提交该条目。这意味着在任何时刻，每个追随者的已提交日志条目可能并不完全相同。如果某个追随者落后或出现分区，未对追加条目（AppendEntries）请求进行确认，领导者（leader）会持续重发消息，直到追随者做出响应。可以通过消息中的任期（term）和序列号识别并安全丢弃发送给追随者的重复消息。

1.2 领导者选举

领导者会定期向追随者发送心跳消息。每个追随者都维护一个选举计时器，在收到心跳消息后启动。如果在收到下一个心跳消息之前计时器超时，追随者将发起选举。为了降低多个追随者同时超时并发起选举的可能性，选举计时器是随机化的。

当追随者的选举超时，它会将状态转变为候选人（candidate），增加选举任期值，并向所有节点发送请求投票（RequestVote）消息，同时为自己投票。请求投票消息包含候选人的标识符、新的任期值以及候选人日志中已提交条目的状态信息。

候选人随后等待回复。如果获得大多数肯定投票，它将转变为领导者，并开始发送心跳消息，告知集群中的其他节点其新的领导地位。如果未获得大多数投票，它将保持候选人状态，并重置选举计时器。

当追随者收到请求投票消息时，会根据以下情况采取行动：
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