Raft 共识算法学习笔记 二：日志复制

文章 Raft 共识算法学习笔记 一：领导人选举 描述了 Raft 算法如何进行领导者选举，本文描述 Raft 共识算法如何进行日志复制。

复制状态机

在 Raft 集群中，每个服务器可以看成是一个复制状态机（Replicated State Machine），如下图。
复制状态机通常基于复制日志（replicated log）实现。每个服务器存储一个包含一系列指令的日志，并且按顺序执行指令。由于日志都包含相同顺序的指令，状态机会按照相同的顺序执行指令，由于状态机是确定的（deterministic），因此状态机会产生相同的结果。
保持这些日志的一致性（consistent）正是共识（consensus）算法的工作。

图：复制状态机工作过程：1. 客户端请求；2. 共识模块执行共识算法进行日志复制，将日志复制至集群内各个节点；3. 日志应用到状态机；4. 服务端返回请求结果

在 Raft 中，指令以日志形式进行复制。集群内只有领导者才能接收客户端请求，其他所有节点都接收来自领导者的复制日志，以达到所有节点日志的一致，并最终达到状态的一致。

Raft 日志

上面我们提到在 Raft 中，指令以日志形式存在。日志由日志项（log entry）构成。日志项包含日志项索引、任期编号以及指令：