Braft--工作日记

建议在阅读本笔记之前先观看此网址的动画Raft 分布式共识算法动画演示

首先bRaft是实现分布式共识的协议，一个节点可以处于三种状态：Follower跟随者状态，Candidate候选者状态，Leader领导者状态。

而所有的节点都以跟随者状态开始，如果Follower没有收到Leader的来信，那么他们可以成为Candidate。然后，Candidate从其他节点请求投票，节点将以他们的投票进行回复。如果Candidate从多数节点获得选票，它将成为Leader，这个过程称为：Leader Election。

而系统的所有更改现在都要通过Leader，每次更改都将添加为节点日志中的条目。要提交条目，节点首先将其复制到Follower节点，然后Leader等待直到大多数节点都写了该条目。现在，条目已提交到Leader节点上，Leader就会通知Follower该条目已提交。此过程称为Log Replication日志复制。

在bRaft中，有两个超时设置可控制选举。首先是election timeout选举超时，指Follower跟随者成为Candidate之前所等待的时间（election timeout被随机分配在150ms~300ms之间）。在选举超时后，Follower成为Candidate并开始新的election term选举任期，向自己投票并向其他节点发送Request Vote请求投票消息。如果接收节点在这个term内还没有投票，那么它将投票给Candidate，并且节点将重置其election timeout选举超时。Leader开始向Follower发送Append Entries追加条目消息，这些消息以heartbeat timeout心跳超时指定的时间间隔发送，Follower然后响应每个Append Entries追加条目消息。此选举term将持续到Follower停止接收心跳并成为Candidate为止。

下面是对8200主机日志的解析：

初始化配置

I1128 10:04:08.378159  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:499] Succeed to add raft service
I1128 10:04:08.526701  3109 /home/kim/incubator-brpc/src/brpc/server.cpp:1070] Server[braft::RaftStatImpl+braft::FileServiceImpl+braft::RaftServiceImpl+example::BlockServiceImpl+braft::CliServiceImpl] is serving on port=8200.
I1128 10:04:08.538360  3109 /home/kim/incubator-brpc/src/brpc/server.cpp:1073] Check out http://ubuntu:8200 in web browser.
I1128 10:04:08.548694  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:509] Server started
I1128 10:04:08.548768  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:87] Create directory ./data
I1128 10:04:08.548804  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:94] Open ./data/data
I1128 10:04:08.548823  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:102] Parse configuration 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0,'
I1128 10:04:08.565145  3109 /home/kim/braft/src/braft/log.cpp:687] Use crc32c as the checksum type of appending entries
W1128 10:04:08.565195  3109 /home/kim/braft/src/braft/protobuf_file.cpp:91] open file failed, path: ./data/log/log_meta: FILE_ERROR_NOT_FOUND
W1128 10:04:08.565210  3109 /home/kim/braft/src/braft/log.cpp:698] ./data/log is empty
I1128 10:04:08.581316  3109 /home/kim/braft/src/braft/log.cpp:1150] log save_meta ./data/log/log_meta first_log_index: 1 time: 16072
I1128 10:04:08.581417  3109 /home/kim/braft/src/braft/snapshot.cpp:463] Deleting ./data/snapshot/temp
W1128 10:04:08.581487  3109 /home/kim/braft/src/braft/protobuf_file.cpp:91] open file failed, path: ./data/raft_meta/raft_meta: FILE_ERROR_NOT_FOUND
I1128 10:04:08.581509  3109 /home/kim/braft/src/braft/raft_meta.cpp:525] Loaded single stable meta, path ./data/raft_meta term 1 votedfor 0.0.0.0:0:0 time: 15
I1128 10:04:08.581525  3109 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:605] node Block:127.0.1.1:8200:0 init, term: 1 last_log_id: (index=0,term=0) conf: 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0 old_conf:

8200主机从Follower状态变为wakeup_a_candidate = 0

V89 1128 10:04:08.581534  3109 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:613] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 1 start snapshot_timer
V89 1128 10:04:08.581818  3109 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1759] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 1 stepdown from FOLLOWER new_term 1 wakeup_a_candidate=0 //wake up candidate 0主机
V89 1128 10:04:08.581833  3109 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:3295] node Block:127.0.1.1:8200:0 reset ConfigurationCtx when stage is STAGE_NONE already

初始化raft node，Block start；

term 1 8200主机开始pre_vote，并收到8201主机PrevoteResponse，8200主机开始vote并且vote self（投了自己1票）；

然后term 1 stop election_timer，此时8200主机的状态变为Candidate。

I1128 10:04:08.581844  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:118] Init raft node
I1128 10:04:08.581850  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:515] Block started
I1128 10:04:08.581855  3109 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:516] Block service is running on 0.0.0.0:8200
I1128 10:04:14.154292  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:3631] node.cpp:3631 ElectionTimer::run has been run
I1128 10:04:14.156661  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1032] node.cpp:1032 has been run
I1128 10:04:14.156766  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1050] empty_id 0.0.0.0:0:0
I1128 10:04:14.156832  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1055] node.cpp:1055 has been run
I1128 10:04:14.158257  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1056] after reset_leader_id empty_id is0.0.0.0:0:0status isLost connection from leader 0.0.0.0:0:0
I1128 10:04:14.158461  3115 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1583] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 1 start pre_vote
I1128 10:04:14.240395  3125 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1508] node Block:127.0.1.1:8200:0 received PreVoteResponse from 127.0.1.1:8201:0 term 1 granted 1 rejected_by_lease 0 disrupted 0
I1128 10:04:14.240452  3125 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1648] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 1 start vote and grant vote self
V89 1128 10:04:14.240476  3125 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1657] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 1 stop election_timer

term 2开始进行vote，并start vote_timer；

8200主机收到8202主机的invalid PrevoteResponse、8201主机的RequestVoteResponse；

然后8200主机成为group 8200、8202、8202主机的Leader；

既然8200主机已经成为Leader，那么现在就要把8201和8202主机加入这个group。

V89 1128 10:04:14.240503  3125 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1674] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 2 start vote_timer
I1128 10:04:14.245972  3125 /home/kim/braft/src/braft/raft_meta.cpp:468] raft_meta.cpp:468 has been run
I1128 10:04:14.246001  3125 /home/kim/braft/src/braft/raft_meta.cpp:477] term 2
I1128 10:04:14.246067  3125 /home/kim/braft/src/braft/raft_meta.cpp:478] votedfor 127.0.1.1:8200:0
I1128 10:04:14.261737  3125 /home/kim/braft/src/braft/raft_meta.cpp:550] Saved single stable meta, path ./data/raft_meta term 2 votedfor 127.0.1.1:8200:0 time: 15623
W1128 10:04:14.265337  3129 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1475] node Block:127.0.1.1:8200:0 received invalid PreVoteResponse from 127.0.1.1:8202:0 ctx_version 2 current_ctx_version 3
I1128 10:04:14.269894  3131 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1399] node Block:127.0.1.1:8200:0 received RequestVoteResponse from 127.0.1.1:8201:0 term 2 granted 1 rejected_by_lease 0 disrupted 0
I1128 10:04:14.270289  3131 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1901] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 2 become leader of group 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0
V89 1128 10:04:14.270342  3131 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1924] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 2 add replicator 127.0.1.1:8201:0 //新加入一个节点
I1128 10:04:14.273728  3131 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:141] Replicator=2207613190149@127.0.1.1:8201:0 is started, group Block
V89 1128 10:04:14.279730  3131 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:571] node Block:127.0.1.1:8200:0 send HeartbeatRequest to 127.0.1.1:8201:0 term 2 prev_log_index 0 last_committed_index 0
V89 1128 10:04:14.280214  3131 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1924] node Block:127.0.1.1:8200:0 term 2 add replicator 127.0.1.1:8202:0
I1128 10:04:14.280261  3131 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:141] Replicator=3307124817921@127.0.1.1:8202:0 is started, group Block

8200主机发送一个AppendEntriesRequest、心跳请求（HeartbeatRequest）分别给8201、8202主机，并收到了AppendEntriesRequest：prev_log_index 0 prev_log_term 0 count 0 success；

至此8200主机的日志分析结束，后面是重复发送心跳的过程。

V89 1128 10:04:14.280292  3131 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:571] node Block:127.0.1.1:8200:0 send HeartbeatRequest to 127.0.1.1:8202:0 term 2 prev_log_index 0 last_committed_index 0
V89 1128 10:04:14.300388  3118 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:460] node Block:127.0.1.1:8200:0 received AppendEntriesResponse from 127.0.1.1:8201:0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 count 0 success
I1128 10:04:14.315370  3129 /home/kim/braft/src/braft/log.cpp:114] Created new segment `./data/log/log_inprogress_00000000000000000001' with fd=12
W1128 10:04:14.316049  3121 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:1366] node Block:127.0.1.1:8200:0 received invalid RequestVoteResponse from 127.0.1.1:8202:0 ctx_version 1 current_ctx_version 2 // ?
V89 1128 10:04:14.315390  3118 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:685] node Block:127.0.1.1:8200:0 send AppendEntriesRequest to 127.0.1.1:8201:0 term 2 last_committed_index 0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 next_index 2 count 1
V89 1128 10:04:14.325486  3125 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:460] node Block:127.0.1.1:8200:0 received AppendEntriesResponse from 127.0.1.1:8202:0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 count 0 success
V89 1128 10:04:14.327936  3125 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:685] node Block:127.0.1.1:8200:0 send AppendEntriesRequest to 127.0.1.1:8202:0 term 2 last_committed_index 0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 next_index 2 count 1
V89 1128 10:04:14.339571  3128 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:460] node Block:127.0.1.1:8200:0 received AppendEntriesResponse from 127.0.1.1:8202:0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 count 1 success
V89 1128 10:04:14.339615  3128 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:473] Group Block replicated logs in [1, 1] to peer 127.0.1.1:8202:0
I1128 10:04:14.346185  3122 /home/kim/braft/example/block/server.cpp:421] Configuration of this group is 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0
I1128 10:04:14.346858  3122 /home/kim/braft/src/braft/node.cpp:3300] node Block:127.0.1.1:8200:0 reset ConfigurationCtx, new_peers: 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0, old_peers: 127.0.1.1:8200:0,127.0.1.1:8201:0,127.0.1.1:8202:0
V89 1128 10:04:14.349476  3121 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:460] node Block:127.0.1.1:8200:0 received AppendEntriesResponse from 127.0.1.1:8201:0 prev_log_index 0 prev_log_term 0 count 1 success
V89 1128 10:04:14.349517  3121 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:473] Group Block replicated logs in [1, 1] to peer 127.0.1.1:8201:0
V89 1128 10:04:14.359150  3121 /home/kim/braft/src/braft/replicator.cpp:749] node Block:127.0.1.1:8201:0 wait more entries, wait_id 1

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