10、基于 Raft 算法实现分布式日志服务

基于 Raft 算法实现分布式日志服务

1. 分布式服务与共识算法

分布式服务在运行过程中，可能会遇到数据复制循环、缺乏协调等问题。例如，在之前的实现中，服务器之间会相互复制数据，形成无限循环，导致数据冗余。为了解决这些问题，我们引入共识算法，它就像商业厨房中的厨师，能让分布式服务在面对故障时就共享状态达成一致。Raft 就是这样一种分布式共识算法，它易于理解和实现，被广泛应用于 Etcd、Consul 等服务中。

1.1 Raft 算法概述

Raft 算法将共识分为领导者选举和日志复制两部分。在 Raft 集群中，有一个领导者和多个追随者。领导者通过发送心跳请求来维持其权力，如果追随者在等待心跳请求时超时，就会成为候选人并发起选举。每个 Raft 服务器都有一个任期，用于表示其权威性和当前状态。

1.2 领导者选举

• 选举过程 ：当追随者等待领导者心跳超时时，会成为候选人，先给自己投票，然后向其他追随者请求投票。如果获得多数选票，就成为新的领导者，并向追随者发送心跳请求以确立权威。
• 任期机制 ：每个 Raft 服务器的任期是一个单调递增的整数，用于表示其权威性。每次候选人发起选举时，任期会递增。如果候选人赢得选举成为领导者，追随者会更新自己的任期以匹配。
• 投票规则 ：服务器在每个任期内只会为第一个请求投票且任期大于自己的候选人投票，这有助于防止选票分裂，确保选出最新的领导者。

1.3 日志复制