holowolf/raft-demo

通过hashicorp-raft库手把手调试raft协议

一、Raft协议简介

• Raft 是一种为了管理复制日志的一致性协议

• 复制状态机概念，复制状态机是指每个状态机或系统如果初始状态一致，然后接受的改变状态的命令也一致，最后产生的结果状态也是相同。

• 中英文论文地址：https://github.com/maemual/raft-zh_cn

• go夜读分享bilibili地址：https://www.bilibili.com/video/BV1tV411m7ir

• go夜读分享youtube地址：https://www.youtube.com/watch?v=EjGNtHrq4UQ

二、Raft选举过程

• 选举过程图1（单个节点视角）

• 选举过程图2（整体视角）

三、Raft日志复制流程

• 日志格式：term + index + cmd + type

• 请求处理整体流程

• 请求处理详细流程（重点）

注：这里7. commit log 应该是在5. commit之后，但是因为commit有一定延迟所以从日志上看是在回复客户端以后

四、Raft协议动画演示

• Raft系统运行可视化1 http://thesecretlivesofdata.com/raft

• Raft系统运行可视化2 https://raft.github.io/#implementations

五、hashicorp/raft源码讲解

• hashicorp/raft库 https://github.com/hashicorp/raft

• raft启动流程

• raft监听事件

六、运行hashicorp/raft库搭建的简单kv服务

• 编译：go build -mod vendor

• 启动node1: ./raft-demo --http_addr=127.0.0.1:7001 --raft_addr=127.0.0.1:7000 --raft_id=1 --raft_cluster=1/127.0.0.1:7000,2/127.0.0.1:8000,3/127.0.0.1:9000

• 启动node2: ./raft-demo --http_addr=127.0.0.1:8001 --raft_addr=127.0.0.1:8000 --raft_id=2 --raft_cluster=1/127.0.0.1:7000,2/127.0.0.1:8000,3/127.0.0.1:9000

• 启动node3: ./raft-demo --http_addr=127.0.0.1:9001 --raft_addr=127.0.0.1:9000 --raft_id=3 --raft_cluster=1/127.0.0.1:7000,2/127.0.0.1:8000,3/127.0.0.1:9000

• set请求：curl http://127.0.0.1:7001/set?key=test_key&value=test_value

• get请求：curl http://127.0.0.1:7001/get?key=test_key

七、调试场景

选举变化相关

1. 集群启动后，follower等待一个随机election timeout时间变成candidate，然后发起投票，如果不能获得majority票数，则任期term会一直增加（未pre-vote情况）(branch: election-1)

2. 集群启动后，follower等待一个随机election timeout时间变成candidate，然后发起投票，获得majority票数的节点变成leader (branch: election-2)

3. leader选举成功后发送heartbeat保持leader的地位(branch: election-3)

4. leader失去majority节点的heartbeat响应，退回到follower(branch: election-4)

日志复制相关

1. leader接收客户端请求，向集群内所有节点发送复制RPC，所有都正常响应 -> 正常commit，然后apply到状态机，最后返回客户端处理成功(branch: replicate-log-1)

2. leader接收客户端请求，向集群内所有节点发送复制RPC，majority正常响应 -> 正常commit，然后apply到状态机，最后返回客户端处理成功(branch: replicate-log-2)

3. leader接收客户端请求，向集群内所有节点发送复制RPC，少于majority正常响应 -> 不能commit(branch: replicate-log-3)

八、收获

• hashicorp/raft源码

• raft选举与日志复制

九、QA

纠正：3个节点宕机2个，剩下一个不可用，怎么处理请求的强一致？

答：这个时候服务应该是不可用的，当然如果要强行提供查询的服务，强一致肯定是无法保证的。