Raft 客户端协议 Client Protocol
## 摘要
名词:
线性化操作:每一次操作立即执行,在 TA 调用和收到回复之间,只执行一次。
基本操作
- 客户端启动时,随机挑选一台服务器。
1.1 如过第一次挑选的不是 leader, 那么那个服务器会拒绝客户端的请求,并提供最近接收到的 leader 的信息(ip+port);
1.2 如果 leader 奔溃了,客户端请求超时。 - 客户端进行重试。
如图 :
安全性
- Raft 需要实现线性化语义,但是,上述操作没有考虑 leader 奔溃的情况。
例如,leader 在提交这条日志后,在响应客户端之前 奔溃了,那么客户端会和新的 leader 重试这个指令,导致重复执行。
解决方案,其实和互联网的幂等操作相同:客户端给每一个指令指定一个唯一序列号,服务器状态机跟踪这个序列号,当服务器接收到这个指令时,首先校验序列号 —— 防止重复执行。
- 上述操作没有考虑到另一种情况:leader 不知道自己已经被罢黜了。如果 leader 被罢黜,返回的就是脏数据。
如下图:
如何解决?
- 领导人必须有关于被提交日志的最新信息。但任期开始时是个例外,他可能不知道那哪些是已经被提交的。所以在任期开始时需要提交一条空白的日志条目来实现。
- 领导人在处理只读请求前,必须检查自己是否被废黜了(不能有脏数据),所以要先和集群的大多数节点交换一次心跳来处理这个问题。同时,领导人也可以通过依赖心跳机制来实现租约,但是这种方法依赖时间的正确性。
Summary
客户端怎么做:
客户端需要提供每条消息的唯一序列号,同时,如果是第一次访问,需要处理服务器可能返回的 leader address 进行重试。
如果 leader 宕机,也需要进行重试。
服务端怎么做:
在写请求时,非 leader 不能处理写请求,需要返回当前 leader 信息给客户端。
在写请求时,leader 需要校验消息的序列号。
在读请求时,leader 需要通过心跳验证自己是否是 leader。同时,leader 需要有关于日志被提交时的最新信息,这通常能够保证,除了在任期开始时。所以, Raft 通过让 leader 在任期开始时提交一个空白的日志条目实现。
参考
Raft paper 中文翻译 —— 寻找一种易于理解的一致性算法(扩展版)
EOF
Raft 客户端协议 Client Protocol
http://thinkinjava.cn/2018/10/26/2018/2018-10-26-Raft 客户端协议 Client Protocol/