-     SOFAJRaft 概述    -

• 领导人选举和基于优先级的半确定性领导人选举。

• 日志复制和恢复。

• 快照和日志压缩。

• 只读成员(learner)。

• 集群成员管理，添加节点，删除节点，替换节点等。

• 完全并发复制。

• 容错能力。

• 非对称网络分区容忍性。

• 当法定人数同伴都死亡的解决方法。

• 管道复制

• 线性一致读，ReadIndex/LeaseRead。

• 对称网络分区容忍性

• 重启后的转移领袖、负载均衡场景实现

• 更丰富的指标统计展示

• 通过Jepsen一致性验证测试

• 包含嵌入式分布式KV存储实现

-     领袖选举    -

SOFAJRaft 的选举主要通过判单两个属性：LogIndex 和 Term；Term 即任期，LogIndex即提交到 raft group 中的任务都将序列化为一条日志存储下来，每条日志一个编号，在整个 raft group 内单调递增并复制到每个 raft 节点。可以理解为事务id。投票处理的逻辑主要在 com.alipay.sofa.jraft.core.NodeImpl中，主要有四个函数：

• 处理处理预投票请求

  Message handlePreVoteRequest(request)

• 预投票

  void preVote()

• 处理投票请求

  Message handleRequestVoteRequest(request)

• 投票

  electSelf()

• Candidate(候选人) 被 Election timeout触发

• Candidate 开始尝试发起 pre-vote 预投票

• Follower(追随者) 判断是否认可该 pre-vote request

• Candidate 根据 pre-vote response 来决定是否发起 RequestVoteRequest

• Follower 判断是否认可该 RequestVoteRequest

• Candidate 根据 response 来判断自己是否当选

投票源码：

预投票源码：

-     存储机制    -

SOFAJRaft 存储模块分为：

• Log 存储记录 Raft 配置变更和用户提交任务日志，把日志从 Leader 复制到其他节点上面；

• LogStorage 是日志存储实现，默认实现基于 RocksDB 存储，通过 LogStorage 接口扩展自定义日志存储实现；核心接口包括：

• 返回日志里的首/末个日志索引；

• 按照日志索引获取 Log Entry 及其任期；

• 把单个/批量 Log Entry 添加到日志存储；

• 从 Log 存储头部/末尾删除日志；

• 删除所有现有日志，重置下任日志索引。

• LogManager 负责调用底层日志存储 LogStorage，针对日志存储调用进行缓存、批量提交、必要的检查和优化。

• checkAndResolveConflict(entries, done)

1. 检查Node节点，解决日志冲突。

2. 配置管理器：缓存配置变更

3. LogsInMemory缓存日志Entries

• offerEvent(done, type)

  Disruptor队列发布other类型事件

• appendToStorage(toAppend)

  回调事件处理器StableClosureEventHandler存储日志

• Meta 存储即元信息存储记录 Raft 实现的内部状态，比如当前 term,、投票给哪个节点等信息

• RaftMetaStorage 元信息存储实现，定义 Raft 元数据的 Metadata 存储模块核心 API 接口包括：

• 设置/获取 Raft 元数据的当前任期 Term；

• 分配/查询 Raft 元信息的 PeerId 节点投票。

• Snapshot 存储用于存放用户的状态机 Snapshot 及元信息，用于Node重启重建整个状态机实例。

• SnapshotStorage 用于 snapshot 存储实现，定义 Raft 状态机的 Snapshot 存储模块核心接口包括：

• 设置 filterBeforeCopyRemote ，为 true 表示复制到远程之前过滤数据；

• 创建快照编写器；

• 打开快照阅读器；

• 从远程 Uri 复制数据；

• 启动从远程 Uri 复制数据的复制任务；

• 配置 SnapshotThrottle，SnapshotThrottle 用于重盘读/写场景限流的，比如磁盘读写、网络带宽。

• SnapshotExecutor 用于 snapshot 实际存储、远程安装、复制的管理。

• 状态机快照 doSnapshot(done)

• 安装快照 installSnapshot(request, response, done)。

SnapshotExecutor 状态机快照和远程安装镜像实现逻辑：

-     一致性状态机    -

通过存储的设计，在引入状态机机制，就可以完成一致性状态机。SOFAJRaft状态机组成有：

• StateMachine：业务逻辑实现的主要接口，状态机运行在每个 raft 节点上，提交的 task 如果成功，最终都会复制应用到每个节点的状态机上。,核心是 onApply(Iterator) 方法，应用通过 Node#apply(task) 提交的日志到业务状态机。

• FSMCaller：封装对业务 StateMachine 的状态转换的调用以及日志的写入等，一个有限状态机的实现，做必要的检查、请求合并提交和并发处理等。

SOFAJRaft Node节点利用日志复制完成数据同步，主要组成有：

• Replicator：用于 leader 向 follower 复制日志，也就是 raft 中的 appendEntries 调用，包括心跳存活检查等。

• ReplicatorGroup: 用于单个 RAFT Group 管理所有的 replicator，必要的权限检查和派发。

-     总结    -

      本文通过简单介绍了下SOFAJRaft的选举实现、存储机制、状态机和日志复制四个方面。基本上完成了Raft实现的核心实现。但SOFAJRaft还有更多核心及优化，因为篇幅原因没有进入细细剖析。如果咱们自实现Raft协议，基本上也是实现这几个主流程即可完成简版Raft了。关于Raft协议暂时先告一段路，接下去准备开写ZAB协议。

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