Raft 共识算法
Raft 是一种共识算法,其特点是让多个参与者针对某一件事达成完全一致:一件事,一个结论。同时对已达成一致的结论,是不可推翻的。可以举一个银行账户的例子来解释共识算法:假如由一批服务器组成一个集群来维护银行账户系统,如果有一个 Client 向集群发出“存 100 元”的指令,那么当集群返回成功应答之后,Client 再向集群发起查询时,一定能够查到被存储成功的这 100 元钱,就算有机器出现不可用情况,这 100 元的账也不可篡改。这就是共识算法要达到的效果。
Raft 算法和其他的共识算法相比,又有了如下几个不同的特性:
- Strong leader:Raft 集群中最多只能有一个 Leader,日志只能从 Leader 复制到 Follower 上;
- Leader election:Raft 算法采用随机选举超时时间触发选举来避免选票被瓜分的情况,保证选举的顺利完成;
- Membership changes:通过两阶段的方式应对集群内成员的加入或者退出情况,在此期间并不影响集群对外的服务;
共识算法有一个很典型的应用场景就是复制状态机。Client 向复制状态机发送一系列能够在状态机上执行的命令,共识算法负责将这些命令以 Log 的形式复制给其他的状态机,这样不同的状态机只要按照完全一样的顺序来执行这些命令,就能得到一样的输出结果。所以这就需要利用共识算法保证被复制日志的内容和顺序一致。
SOFAJRaft
SOFAJRaft 是基于 Raft 算法的生产级高性能 Java 实现,支持 MULTI-RAFT-GROUP。应用场景有 Leader 选举、分布式锁服务、高可靠的元信息管理、分布式存储系统。