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淺談分布式一致性:Raft 與 SOFAJRaft

開發(fā) 開發(fā)工具 分布式
對于一個無限增長的序列a[1, 2, 3…],如果對于任意整數(shù)i, a[i]的值滿足分布式一致性, 這個系統(tǒng)就滿足一致性狀態(tài)機的要求。

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 一 分布式共識算法 (Consensus Algorithm)

1 如何理解分布式共識?

多個參與者針對某一件事達成完全一致:一件事,一個結(jié)論。

已達成一致的結(jié)論,不可推翻。

2 有哪些分布式共識算法?

  • Paxos:被認為是分布式共識算法的根本,其他都是其變種,但是 paxos 論文中只給出了單個提案的過程,并沒有給出復制狀態(tài)機中需要的 multi-paxos 的相關(guān)細節(jié)的描述,實現(xiàn) paxos 具有很高的工程復雜度(如多點可寫,允許日志空洞等)。
  • Zab:被應(yīng)用在 zookeeper 中,業(yè)界使用廣泛,但沒用抽象成通用 library。
  • Raft:以容易理解著稱,業(yè)界也涌現(xiàn)出很多 raft 實現(xiàn),比如 etcd、braft、tikv 等。

二 Raft 介紹

1 特點:Strong Leader

  • 系統(tǒng)中必須存在且同一時刻只能有一個 leader,只有 leader 可以接受 clients 發(fā)過來的請求。
  • Leader 負責主動與所有 followers 通信,負責將“提案”發(fā)送給所有followers,同時收集多數(shù)派的 followers 應(yīng)答。
  • Leader 還需向所有 followers 主動發(fā)送心跳維持領(lǐng)導地位(保持存在感)。

另外,身為 leader 必須保持一直 heartbeat 的狀態(tài)。

2 復制狀態(tài)機

對于一個無限增長的序列a[1, 2, 3…],如果對于任意整數(shù)i, a[i]的值滿足分布式一致性, 這個系統(tǒng)就滿足一致性狀態(tài)機的要求。

基本上所有的真實系統(tǒng)都會有源源不斷的操作,這時候單獨對某個特定的值達成一致顯然是不夠的。為了讓真實系統(tǒng)保證所有的副本的一致性,通常會把操作轉(zhuǎn)化為 write-ahead-log(WAL)。然后讓系統(tǒng)中所有副本對 WAL 保持一致,這樣每個副本按照順序執(zhí)行 WAL 里的操作,就能保證最終的狀態(tài)是一致的。

  • Client 向 leader 發(fā)送寫請求。
  • Leader 把“操作”轉(zhuǎn)化為 WAL 寫本地 log 的同時也將 log 復制到所有 followers。
  • Leader 收到多數(shù)派應(yīng)答,將 log 對應(yīng)的“操作”應(yīng)用到狀態(tài)機。
  • 回復 client 處理結(jié)果。

3 Raft 中的基本概念

Raft-node 的 3 種角色/狀態(tài)

  • Follower:完全被動,不能發(fā)送任何請求, 只接受并響應(yīng)來自 leader 和 candidate 的 message, node啟動后的初始狀態(tài)必須是 follower。
  • Leader:處理所有來自客戶端的請求,以及復制 log 到所有 followers。
  • Candidate:用來競選一個新 leader (candidate 由 follower 觸發(fā)超時而來)。

Message 的 3 種類型

  • RequestVote RPC:Candidate 發(fā)出。
  • AppendEntries (Heartbeat) RPC:Leader 發(fā)出。
  • InstallSnapshot RPC:Leader 發(fā)出。

任期邏輯時鐘

  • 時間被劃分為一個個任期(term),term id 按時間軸單調(diào)遞增。
  • 每一個任期的開始都是 leader 選舉,選舉成功之后,leader在任期內(nèi)管理整個集群, 也就是“選舉 + 常規(guī)操作”。
  • 每個任期最多一個 leader,可以沒有 leader (spilt-vote 導致)。

4 Raft 功能分解

Leader 選舉

超時驅(qū)動:Heartbeat / Election timeout

隨機的超時時間:降低選舉碰撞導致選票被瓜分的概率

選舉流程:Follower --> Candidate (選舉超時觸發(fā))

  • 贏得選舉:Candidate --> Leader
  • 另一個節(jié)點贏得選舉:Candidate --> Follower
  • 一段時間內(nèi)沒有任何節(jié)點器贏得選舉:Candidate --> Candidate

選舉動作:

  • Current term++
  • 發(fā)送 RequestVote RPC

New Leader 選取原則 (最大提交原則):

  • Candidates include log info in RequestVote RPCs(index & term of last log entry)
  • During elections, choose candidate with log most likely to contain all committed entries
  • Voting server V denies vote if its log is “more complete”:(lastTermV > lastTermC) ||((lastTermV == lastTermC) && (lastIndexV > lastIndexC))
  • Leader will have “most complete” log among electing majority

安全性:一個 term,最多選出一個 leader,可以沒 leader,下一個 term 再選。

影響 raft 選舉成功率的幾個時間參數(shù):

  • RTT(Round Trip Time):網(wǎng)絡(luò)延時
  • Heartbeat timeout:心跳間隔,通常應(yīng)該比 election timeout 小一個數(shù)量級,目的是讓 leader 能夠持續(xù)發(fā)送心跳來阻止 followers 觸發(fā)選舉
  • Election timeout:Leader 與 followers 間通信超時觸發(fā)選舉的時間
  • MTBF(Meantime Between Failure):Servers 連續(xù)常規(guī)故障時間間隔 RTT << Heartbeat timeout < Election timeout(ET) << MTBF

隨機選主觸發(fā)時間:Random(ET, 2ET)

日志復制

Raft 日志格式:

  • (TermId, LogIndex, LogValue)
  • 其中 (TermId, LogIndex) 能確定唯一一條日志

Log replication關(guān)鍵點:

  • 連續(xù)性:日志不允許出現(xiàn)空洞
  • 有效性:
    • 不同節(jié)點,擁有相同 term 和 logIndex 的日志 value 一定相同
    • Leader 上的日志一定是有效的
    • Follower 上的日志是否有效,通過 leader 日志對比判斷 (How?)

Followers 日志有效性檢查:

  • AppendEntries RPC 中還會攜帶前一條日志的唯一標識 (prevTermId, prevLogIndex)
  • 遞歸推導

Followers 日志恢復:

  • Leader 將 nextIndex 遞減并重發(fā) AppendEntries,直到與 leader 日志一致

Commit Index 推進

CommitIndex (TermId, LogIndex) :

  • 所謂 commitIndex,就是已達成多數(shù)派,可以應(yīng)用到狀態(tài)機的最新的日志位置
  • 日志被復制到 followers 后,先持久化,并不能馬上被應(yīng)用到狀態(tài)機
  • 只有 leader 知道日志是否達成多數(shù)派,是否可以應(yīng)用到狀態(tài)機
  • Followers 記錄 leader 發(fā)來的當前 commitIndex,所有小于等于 commitIndex 的日志均可以應(yīng)用到狀態(tài)機

CommitIndex推進:

  • Leader 在下一個 AppendEntries RPC (也包括 Heartbeat)中攜帶當前的 commitIndex
  • Followers 檢查日志有效性通過則接受 AppendEntries 并同時更新本地 commitIndex, 最后把所有小于等于 commitIndex 的日志應(yīng)用到狀態(tài)機

AppendEntries RPC

  • 完整信息:(currentTerm, logEntries[], prevTerm, prevLogIndex, commitTerm, commitLogIndex)
  • currentTerm, logEntries[]:日志信息,為了效率,日志通常為多條
  • prevTerm, prevLogIndex:日志有效性檢查
  • commitTerm, commitLogIndex:最新的提交日志位點(commitIndex)

階段小結(jié):現(xiàn)在我們能用 raft 做什么?

  • 連續(xù)確定多個提案,確保集群中各個系統(tǒng)節(jié)點狀態(tài)完全一致
  • 自動選主,保證在只有少數(shù)派宕機的情況下持續(xù)可用
  • 日志強同步,宕機后零數(shù)據(jù)丟失

三 SOFAJRaft

一個純 Java 的 raft 算法實現(xiàn)庫,使用 Java 重寫了所有功能,并有一些改進和優(yōu)化。

1 SOFAJRaft 整體功能

功能支持

Leader election:選主。

Log replication and recovery:日志復制和日志恢復,log recovery就是要保證已經(jīng)被 commit 的數(shù)據(jù)一定不會丟失,log recovery 包含兩個方面

  • Current term 日志恢復,主要針對一些 follower 節(jié)點重啟加入集群或者是新增 follower 節(jié)點
  • Prev term 日志恢復,主要針對 leader 切換前后的日志一致性

Snapshot and log compaction:定時生成 snapshot,實現(xiàn) log compaction加速啟動和恢復,以及InstallSnapshot 給 followers 拷貝數(shù)據(jù)。

Membership change:集群線上配置變更,增加節(jié)點、刪除節(jié)點、替換節(jié)點等。

Transfer leader:主動變更 leader,用于重啟維護,leader 負載平衡等。

Symmetric network partition tolerance:對稱網(wǎng)絡(luò)分區(qū)容忍性。

Pre-Vote:如上圖 S1 為當前 leader,網(wǎng)絡(luò)分區(qū)造成 S2 不斷增加本地 term,為了避免網(wǎng)絡(luò)恢復后S2發(fā)起選舉導致正在良心工作的 leader step-down, 從而導致整個集群重新發(fā)起選舉,在 request-vote 之前會先進行 pre-vote(currentTerm + 1,lastLogIndex, lastLogTerm),多數(shù)派成功后才會轉(zhuǎn)換狀態(tài)為 candidate 發(fā)起真正的 request-vote,所以分區(qū)后的節(jié)點,pre-vote不會成功,也就不會導致集群一段時間內(nèi)無法正常提供服務(wù)。

Asymmetric network partition tolerance:非對稱網(wǎng)絡(luò)分區(qū)容忍性。

如上圖 S1 為當前 leader,S2 不斷超時觸發(fā)選主,S3 提升 term 打斷當前 lease,從而拒絕 leader 的更新,這個時候可以增加一個 trick 的檢查,每個 follower 維護一個時間戳記錄收到 leader 上數(shù)據(jù)更新的時間(也包括心跳),只有超過 election timeout 之后才允許接受 request-vote 請求。

Fault tolerance:容錯性,少數(shù)派故障,不影響系統(tǒng)整體可用性。

  • 機器掉電
  • 強殺應(yīng)用
  • 慢節(jié)點(GC, OOM等)
  • 網(wǎng)絡(luò)故障
  • 其他各種奇葩原因?qū)е?raft 節(jié)點無法正常工作

Workaround when quorate peers are dead:多數(shù)派故障時整個 grop 已不具備可用性, 安全的做法是等待多數(shù)節(jié)點恢復,只有這樣才能保證數(shù)據(jù)安全,但是如果業(yè)務(wù)更追求可用性,放棄數(shù)據(jù)一致性的話可以通過手動 reset_peers 指令迅速重建整個集群,恢復集群可用。

Metrics:SOFAJRaft 內(nèi)置了基于 metrics 類庫的性能指標統(tǒng)計,具有豐富的性能統(tǒng)計指標。

Jepsen:除了單元測試之外,SOFAJRaft 還使用 jepsen 這個分布式驗證和故障注入測試框架模擬了很多種情況,都已驗證通過。

隨機分區(qū),一大一小兩個網(wǎng)絡(luò)分區(qū)

  • 隨機增加和移除節(jié)點
  • 隨機停止和啟動節(jié)點
  • 隨機 kill -9 和啟動節(jié)點
  • 隨機劃分為兩組,互通一個中間節(jié)點,模擬分區(qū)情況
  • 隨機劃分為不同的 majority 分組

性能優(yōu)化

Batch:SOFAJRaft 中整個鏈路都是 batch 的,依靠 disruptor 中的 MPSC 模型批量消費,包括但不限于

  • 批量提交 task
  • 批量網(wǎng)絡(luò)發(fā)送
  • 本地 IO batch 寫入,要保證日志不丟,一般每一條 log entry 都要進行 fsync, 比較耗時,SOFAJRaft 中做了合并寫入的優(yōu)化
  • 批量應(yīng)用到狀態(tài)機

Replication pipeline:流水線復制,leader 跟 followers 節(jié)點的 log 同步是串行 batch 的方式,每個 batch 發(fā)送之后需要等待 batch 同步完成之后才能繼續(xù)發(fā)送下一批(ping-pong), 這樣會導致較長的延遲??梢酝ㄟ^ leader 跟 followers 節(jié)點之間的 pipeline 復制來改進,有效降低更新的延遲, 提高吞吐。

Append log in parallel:Leader 持久化 log entries 和向 followers 發(fā)送 log entries 是并行的。

Fully concurrent replication:Leader 向所有 follwers 發(fā)送 log 也是完全并發(fā)的。

Asynchronous:Jraft 中整個鏈路幾乎沒有任何阻塞,完全異步的,是一個 callback 編程模型。

ReadIndex:優(yōu)化 raft read 走 raft log 的性能問題,每次 read,僅記錄 commitIndex,然后發(fā)送所有 peers heartbeat 來確認 leader 身份,如果 leader 身份確認成功,等到 applied index >= commitIndex,就可以返回 client read 了,基于 ReadIndex 可以很方便的提供線性一致讀,不過 commitIndex 是需要從 leader 那里獲取的,多了一輪RPC。

Lease Read:通過租約(lease)保證 leader 的身份,從而省去了 readIndex 每次 heartbeat 確認 leader 身份,性能更好, 但是通過時鐘維護 lease 本身并不是絕對的安全(jraft 中默認配置是 readIndex,因為 readIndex 性能已足夠好)。

2 SOFAJRaft 設(shè)計

SOFAJRaft - Raft Node

Node:Raft 分組中的一個節(jié)點,連接封裝底層的所有服務(wù),用戶看到的主要服務(wù)接口,特別是 apply(task) 用于向 raft group 組成的復制狀態(tài)機集群提交新任務(wù)應(yīng)用到業(yè)務(wù)狀態(tài)機。

存儲:

  • Log 存儲,記錄 raft 用戶提交任務(wù)的日志,將從 leader 復制到其他節(jié)點上。LogStorage 是存儲實現(xiàn), LogManager 負責對底層存儲的調(diào)用,對調(diào)用做緩存、批量提交、必要的檢查和優(yōu)化。
  • Metadata 存儲,元信息存儲,記錄 raft 實現(xiàn)的內(nèi)部狀態(tài),比如當前 term、投票給哪個節(jié)點等信息。
  • Snapshot 存儲,用于存放用戶的狀態(tài)機 snapshot 及元信息,可選. SnapshotStorage 用于 snapshot 存儲實現(xiàn),SnapshotExecutor 用于 snapshot 實際存儲、遠程安裝、復制的管理。

狀態(tài)機:

  • StateMachine:用戶核心邏輯的實現(xiàn),核心是 onApply(Iterator) 方法,應(yīng)用通過 Node#apply(task) 提交的日志到業(yè)務(wù)狀態(tài)機。
  • FSMCaller:封裝對業(yè)務(wù) StateMachine 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的調(diào)用以及日志的寫入等,一個有限狀態(tài)機的實現(xiàn), 做必要的檢查、請求合并提交和并發(fā)處理等。

復制:

  • Replicator:用于 leader 向 followers 復制日志,也就是 raft 中的 AppendEntries 調(diào)用,包括心跳存活檢查等。
  • ReplicatorGroup:用于單個 raft group 管理所有的 replicator,必要的權(quán)限檢查和派發(fā)。

RPC 模塊用于節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)通訊:

  • RPC Server:內(nèi)置于 Node 內(nèi)的 RPC 服務(wù)器,接收其他節(jié)點或者客戶端發(fā)過來的請求, 轉(zhuǎn)交給對應(yīng)服務(wù)處理。
  • RPC Client:用于向其他節(jié)點發(fā)起請求,例如投票、復制日志、心跳等。

KV Store:SOFAJRaft 只是一個 lib,KV Store 是 SOFAJRaft 的一個典型的應(yīng)用場景,把它放進圖中以便更好的理解 SOFAJRaft。

SOFAJRaft - Raft Group

SOFAJRaft - Multi Raft Group

3 SOFAJRaft 實現(xiàn)細節(jié)

高效的線性一致讀

什么是線性一致讀?

所謂線性一致讀,一個簡單的例子就是在 t1 的時刻我們寫入了一個值, 那么在 t1 之后, 我們一定能讀到這個值,不可能讀到 t1 之前的舊值 (想想 Java 中的 volatile 關(guān)鍵字,說白了線性一致讀就是在分布式系統(tǒng)中實現(xiàn) volatile 語義)。

上圖Client A、B、C、D均符合線性一致讀,其中 D 看起來是 stale read,其實并不是, D 請求橫跨了3個階段,而讀可能發(fā)生在任意時刻,所以讀到 1 或 2 都行。

重要:接下來的討論均基于一個大前提,就是業(yè)務(wù)狀態(tài)機的實現(xiàn)必須是滿足線性一致性的, 簡單說就是也要具有 Java volatile 的語義。

1)直接點,是否可以直接從當前 leader 節(jié)點讀?

怎么確定當前的 leader 真的是 leader(網(wǎng)絡(luò)分區(qū))?

2)最簡單的實現(xiàn)方式:讀請求走一遍 raft 協(xié)議

有什么問題?

  • 不僅有日志寫盤開銷,還有日志復制的 RPC 開銷,在讀比重較大的系統(tǒng)中是無法接受的
  • 還多了一堆的 raft “讀日志”

3)ReadIndex Read

這是 raft 論文中提到過的一種優(yōu)化方案,具體來說:

  • 將當前自己 log 的 commit index 記錄到一個 local 變量 ReadIndex 里面。
  • 向其他節(jié)點發(fā)起一次 heartbeat,如果大多數(shù)節(jié)點返回了對應(yīng)的 heartbeat response,那么 leader 就能夠確定現(xiàn)在自己仍然是 leader (證明了自己是自己)。
  • Leader 等待自己的狀態(tài)機執(zhí)行,直到 apply index 超過了 ReadIndex,這樣就能夠安全的提供 Linearizable Read 了, 也不必管讀的時刻是否 leader 已飄走 (思考:為什么需要等到 apply index 超過了 ReadIndex 才可以執(zhí)行讀請求?)。
  • Leader 執(zhí)行 read 請求,將結(jié)果返回給 Client。

通過ReadIndex,也可以很容易在 followers 節(jié)點上提供線性一致讀:

  • Follower 節(jié)點向 leader 請求最新的 ReadIndex。
  • Leader執(zhí)行上面 i ~ iii 的過程(確定自己真的是 leader),并返回 ReadIndex 給 follower。
  • Follower 等待自己的 apply index 超過了 ReadIndex (有什么問題?慢節(jié)點?)。
  • Follower 執(zhí)行 read 請求,將結(jié)果返回給 client。

ReadIndex小結(jié):

  • 相比較于走 raft log 的方式,ReadIndex 讀省去了磁盤的開銷,能大幅度提升吞吐,結(jié)合 SOFAJRaft 的 batch + pipeline ack + 全異步機制,三副本的情況下 leader 讀的吞吐接近于 RPC 的上限。
  • 延遲取決于多數(shù)派中最慢的一個 heartbeat response,理論上對于降低延時的效果不會非常顯著。

4)Lease Read

Lease read 與 ReadIndex 類似,但更進一步,不僅省去了 log,還省去了網(wǎng)絡(luò)交互。它可以大幅提升讀的吞吐也能顯著降低延時。

基本的思路是 leader 取一個比 election timeout 小的租期(最好小一個數(shù)量級),在租約期內(nèi)不會發(fā)生選舉,這就確保了 leader 不會變,所以可以跳過 ReadIndex 的第二步, 也就降低了延時??梢钥吹? Lease read 的正確性和時間是掛鉤的,因此時間的實現(xiàn)至關(guān)重要,如果漂移嚴重,這套機制就會有問題。

實現(xiàn)方式:

  • 定時 heartbeat 獲得多數(shù)派響應(yīng), 確認 leader 的有效性 (在 SOFAJRaft 中默認的 heartbeat 間隔是 election timeout 的十分之一)。
  • 在租約有效時間內(nèi),可以認為當前 leader 是 raft group 內(nèi)的唯一有效 leader,可忽略 ReadIndex 中的 heartbeat 確認步驟(2)。
  • Leader 等待自己的狀態(tài)機執(zhí)行,直到 apply index 超過了 ReadIndex,這樣就能夠安全的提供 Linearizable Read 了。

5)更進一步:Wait Free

到此為止 lease 省去了 ReadIndex 的第 2 步(heartbeat),實際上還能再進一步,省去第 3 步。

我們想想前面的實現(xiàn)方案的本質(zhì)是什么? 當前節(jié)點的狀態(tài)機達到“讀”這一刻的時間點 相同或者更新的狀態(tài)。

那么更嚴格一點的約束就是:當前時刻,當前節(jié)點的狀態(tài)機就是最新的。

問題來了,leader 節(jié)點的狀態(tài)機能保證一定是最新的嗎?

  • 首先 leader 節(jié)點的 log 一定是最新的,即使新選舉產(chǎn)生的 leader,它也一定包含全部的 commit log,但它的狀態(tài)機卻可能落后于舊的 leader。
  • 但是在 leader 應(yīng)用了自己當前 term 的第一條 log 之后,它的狀態(tài)機就一定是最新的。
  • 所以可以得出結(jié)論:當 leader 已經(jīng)成功應(yīng)用了自己 term 的第一條 log 之后,不需要再取 commit index,也不用等狀態(tài)機,直接讀,一定是線性一致讀。

小結(jié):Wait Free 機制將最大程度的降低讀延遲,SOFAJRaft 暫未實現(xiàn) wait free 這一優(yōu)化,不過已經(jīng)在計劃中。

在 SOFAJRaft 中發(fā)起一次線性一致讀請求:

  1. // KV 存儲實現(xiàn)線性一致讀 
  2. public void readFromQuorum(String key, AsyncContext asyncContext) { 
  3.     // 請求 ID 作為請求上下文傳入 
  4.     byte[] reqContext = new byte[4]; 
  5.     Bits.putInt(reqContext, 0, requestId.incrementAndGet()); 
  6.     // 調(diào)用 readIndex 方法, 等待回調(diào)執(zhí)行 
  7.     this.node.readIndex(reqContext, new ReadIndexClosure() { 
  8.  
  9.         @Override 
  10.         public void run(Status status, long index, byte[] reqCtx) { 
  11.             if (status.isOk()) { 
  12.                 try { 
  13.                     // ReadIndexClosure 回調(diào)成功, 可以從狀態(tài)機讀取最新數(shù)據(jù)返回 
  14.                     // 如果你的狀態(tài)實現(xiàn)有版本概念, 可以根據(jù)傳入的日志 index 編號做讀取 
  15.                     asyncContext.sendResponse(new ValueCommand(fsm.getValue(key))); 
  16.                 } catch (KeyNotFoundException e) { 
  17.                     asyncContext.sendResponse(GetCommandProcessor.createKeyNotFoundResponse()); 
  18.                 } 
  19.             } else { 
  20.                 // 特定情況下, 比如發(fā)生選舉, 該讀請求將失敗 
  21.                 asyncContext.sendResponse(new BooleanCommand(false, status.getErrorMsg())); 
  22.             } 
  23.         } 
  24.     }); 

四 SOFAJRaft 應(yīng)用場景

1 SOFAJRaft 可以做什么

  • 選舉
  • 分布式鎖服務(wù),比如 zookeeper
  • 高可靠的元信息管理
  • 分布式存儲系統(tǒng),如分布式消息隊列、分布式文件系統(tǒng)、分布式塊系統(tǒng)等等。

2 用戶案例

  • AntQ Streams QCoordinator:使用 SOFAJRaft 在 coordinator 集群內(nèi)做選舉、元信息存儲等功能。
  • Schema Registry:高可靠 schema 管理服務(wù),類似 kafka schema registry。
  • SOFA 服務(wù)注冊中心元信息管理模塊:IP 數(shù)據(jù)信息注冊,要求寫數(shù)據(jù)達到各個節(jié)點一致, 并且在少數(shù)派節(jié)點掛掉時保證不影響數(shù)據(jù)正常存儲。
  • RheaKV:基于 SOFAJRaft 和 rocksDB 實現(xiàn)的嵌入式、分布式、高可用、強一致的 KV 存儲類庫。

3 簡單實踐:基于 SOFAJRaft 設(shè)計一個簡單的 KV Store

到目前為止,我們似乎還沒看到 SOFAJRaft 作為一個 lib 有什么特別之處, 因為 SOFAJRaft 能辦到的 zk,etcd 似乎基本上也都可以辦到, 那么 SOFAJRaft 算不算重復造輪子?

為了說明 SOFAJRaft 具有很好的想象空間以及擴展能力,下面再介紹一個基于 SOFAJRaft 的復雜一些的實踐。

4 復雜一點的實踐:基于 SOFAJRaft 的 Rhea KV 的設(shè)計

功能名詞

  • PD:全局的中心總控節(jié)點, 負責整個集群的調(diào)度, 不需要自管理的集群可不啟用 PD (一個PD可管理多個集群,基于 clusterId 隔離)。
  • Store:集群中的一個物理存儲節(jié)點,一個 store 包含一個或多個 region。
  • Region:最小的 KV 數(shù)據(jù)單元,每個 region 都有一個左閉右開的區(qū)間 [startKey, endKey),可根據(jù)請求流量/負載/數(shù)據(jù)量大小等指標自動分裂以及自動副本搬遷。

特點

  • 嵌入式
  • 強一致性
  • 自驅(qū)動:自診斷,自優(yōu)化,自決策,自恢復。以上幾點(尤其2, 3)基本都是依托于 SOFAJRaft 自身的功能來實現(xiàn)。

 

責任編輯:武曉燕 來源: 51CTO專欄
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