SOFAJRaft 源码分析二(日志复制、心跳)

本文深入探讨了SOFAJRaft的日志复制和心跳机制,分析了Replicator的启动、心跳与探测消息的发送逻辑,以及AppendEntriesRequest的处理流程。重点介绍了日志同步架构中的Replicator、LogManager和LogStorage角色,阐述了日志持久化和Pipeline优化策略。

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1.概述

今天来看一下jraft的日志复制,其实读源码并不一定需要完全理解其逻辑,更重要的是对于需求的实现方式。如果能深刻领悟,应用的自己的工作中,是非常有意义的。

2.日志同步架构

其实主要依赖Replicator、LogManager、LogStorage这三个实现。

  • Replicator,leader发送日志和心跳的功能就是在此实现。每个leader>>都会有一个ReplicatorGroup,用来管理所有followers
  • LogManager用于处理日志,主要就是消费复制或者apply的日志,将其写入磁盘。
  • LogStorage主要就是日志的底层存储工作。给予RocksDB。

3.源码分析

我们先从Replicator开始。首先何时创建:

当节点成为leader后,会启动所有follower和learner的replicator。其实是通过addReplicator方法实现的。

for (final PeerId peer : this.conf.listPeers()) {
   
    if (peer.equals(this.serverId)) {
   
        continue;
    }
    LOG.debug("Node {} add a replicator, term={}, peer={}.", getNodeId(), this.currTerm, peer);
    if (!this.replicatorGroup.addReplicator(peer)) {
   
        LOG.error("Fail to add a replicator, peer={}.", peer);
    }
}
// Start learner's replicators
for (final PeerId peer : this.conf.listLearners()) {
   
    LOG.debug("Node {} add a learner replicator, term={}, peer={}.", getNodeId(), this.currTerm, peer);
    if (!this.replicatorGroup.addReplicator(peer, ReplicatorType.Learner)) {
   
        LOG.error("Fail to add a learner replicator, peer={}.", peer);
    }
}
addReplicator方法

1.从failureReplicators中移除需要add的peer,这个肯定是要执行的。可能存在failureReplicators不存在当前peer的case。

2.复制一份集群配置,然后调用Replicator.start 方法。

3.成功的话,将返回的ThreadId 加入到replicatorMap,失败加入到failureReplicators。

Replicator是真正去完成工作的实现,ReplicatorGroup则是用来管理Replicator的实现类。
我们在编码中也可以这么做,理清楚每个点的意义,以及应该出现的地方,这么我们写出来的代码也是非常易于理解,并且鲁棒的。比如把所有Replicator共有的或者共同依赖对象可以放在ReplicatorGroup。

Replicator#start方法

1.初始化Replicator对象。

2.调用connect方法和对应节点建立连接。

3.创建ThreadId,其实是一个对Replicator对象的不可重入锁。只有获取到锁的情况Replicator才可用。其实就是维护Replicator的竞态条件。全局锁。我理解不可重入的原因就是同一线程不同操作的时候需要保证Replicator的安全。

4.执行监听回调,业务方可以实现对应监听器。

5.打开超时心跳,因为这个心跳是可动态调整的,所以并没有直接使用定时器。每次通过定时任务启动。这个方法会在每次心跳返回的时候再次调用。

final long dueTime = startMs + this.options.getDynamicHeartBeatTimeoutMs();
try {
   
    this.heartbeatTimer = this.timerManager.schedule(() -> onTimeout(this.id), dueTime - Utils.nowMs(),
        TimeUnit.MILLISECONDS)
### SofaJRaft 分布式一致性框架概述 SofaJRaft 是蚂蚁集团开源的一个高性能、易扩展的分布式一致性协议实现框架,基于 Raft 协议设计并优化。它提供了完整的日志复制功能以及丰富的扩展接口,能够支持多种复杂的分布式应用场景[^1]。 #### 主要特性 - **高可用性**:通过多副本机制保障系统在部分节点失效的情况下仍能正常运行。 - **强一致性**:遵循 Raft 协议的核心原则,确保所有副本之间的状态保持一致。 - **模块化设计**:提供清晰的功能划分和可插拔的设计模式,便于开发者针对特定需求进行定制开发。 - **性能优化**:引入了诸如 `tick` 检查等改进措施来减少不必要的选举操作,提高整体吞吐量和响应速度[^4]。 #### 使用说明 为了更好地理解和使用 SofaJRaft,可以从以下几个方面入手: ##### 1. 安装与配置 下载最新版本的源码包或者依赖库文件后按照官方文档指引完成初始化设置工作。通常情况下需要指定集群成员列表、网络通信端口等相关参数以便于各节点之间建立联系。 ##### 2. 编程模型 SofaJRaft 提供了一套简单直观的应用编程接口(API),主要包括但不限于以下几类方法调用: ```java // 创建一个 Node 实例 Node node = new DefaultNode(nodeId, configuration); // 启动该节点加入到现有集群当中去 node.start(); // 停止当前正在运行的服务实例 node.shutdown(); ``` 上述代码片段展示了如何创建一个新的节点对象并通过 start 方法将其激活参与共识过程;当不再需要此服务时则可以通过 shutdown 来安全退出。 ##### 3. 日志管理 作为一款专注于解决分布式环境下数据同步问题的产品来说,良好的日志管理系统显得尤为重要。因此,在实际部署过程中还需要特别关注如下几个方面的内容: - 数据持久化的路径规划; - 快照策略制定以控制磁盘空间占用情况; - 故障恢复流程定义等等。 --- ### 文档资源获取方式 对于希望深入了解 SofaJRaft 的朋友而言,除了阅读本文提到的基础概念外还可以参考更多权威资料进一步学习研究。具体途径包括但不限于访问官方网站查阅详细的 API Reference 和 User Guide ,亦或是直接查看 GitHub Repository 获取最新的技术动态和支持信息。 ---
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