Raft中的领导选取
Raft 是一种用来管理日志复制的一致性算法。为了提高理解性，Raft 将一致性算法分为了几个部分，例如领导选取（leader selection），日志复制（log replication）和安全性（safety），同时它使用了更强的一致性来减少了必须需要考虑的状态。本文我们主要介绍领导领导选取部分的内容。
备注：这里的一致性是强一致性。
1.服务器状态
每台服务器一定会处于三种状态：领导者、候选人、追随者，如下图所示。
介绍如下：
追随者只响应其他服务器的请求。
如果追随者没有收到任何消息，它会成为一个候选人并且开始一次选举。
收到大多数服务器投票的候选人会成为新的领导人。
领导人在它们宕机之前会一直保持领导人的状态。2.任期(Term)
Raft 算法将时间划分成为任意不同长度的任期（term），任期用连续的数字进行表示。
每一个任期的开始都是一次选举（election），一个或多个候选人会试图成为领导人。如果一个候选人赢得了选举，它就会在该任期的剩余时间担任领导人。
在某些情况下，选票会被瓜分，有可能没有选出领导人，那么，将会开始另一个任期，并且立刻开始下一次选举。
Raft 算法保证在给定的一个任期最多只有一个领导人。
3.raft的leader选举过程
1）何时发起选举
集群开始时，所有服务器都是follower，当服务器在指定的时间之内没有收到leader或者candidate的有效消息时会发起选举。这个指定的时间被称为election timeout，是一个随机的值（比如200ms-500ms）。
备注：什么是有效消息？leader的有效消息是指心跳消息，candidate的有效消息是指投票消息。
这里引入了两个状态变量，election timeout和heartbeat time interval(leader发送心跳间隔时间)，
要求heartbeat time interval<<min(election timeout)，避免follower重新发起无谓的投票。2）投票过程
- 1. follower递增自己的term，将自己的状态变为candidate，投票给自己。
- 2.向集群其它机器发起投票请求（RequestVote请求）。
- 3.超过集群一半服务器都同意，结束自己的candidate状态，变成leader。
4.立即向所有服务器发送心跳消息，之后按照心跳间隔时间发送心跳消息。
备注：任意一个term中的任意一个服务器只能投一次票，所有的candidate在此term已经投给了自己，
那么需要另外的follower投票才能赢得选举。
发现了其它leader并且这个leader的term不小于自己的term，状态转为follower，否则丢弃消息。5.重新投票：没有服务器赢得选举，可能是由于网络超时或者服务器原因没有leader被选举，这种情况比较简单，超时之后重试。
特殊情况：
有一种情况被称为split votes，比如一个有三个服务器的集群中所有服务器同时发起选举，
那么就不可能有leader被选举出来，此时如果超时之后重试很可能所有服务器又同时发起选举，
这样永远不可能有leader被选举出来。
raft处理这种情况是采用上文提到过的random election timeout，
随机超了split votes发生的几率很小。备注：
1.follower何时会同意：如果发起的投票请求包含的term大于等于当前term，
并且日志信息不旧于candidate的日志信息，那么会同意。
2.term如何更新：所有请求和响应的接收方在接收到更大的term时都必须更新自己的term，
这保证了投票最终能够选出一个leader。4. 使用例子
1）redis哨兵模式的选举：https://zhuanlan.zhihu.com/p/97492397
redis cluster集群模式master宕机之后，它的多个salve也是采用这种方式进行选举产生的master,不过这里是集群里面其他的master服务器进行的投票。
2）etcd 的选举可以参考：https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/concepts/etcd.html
参考资料：
raft一致性论文译文：https://www.infoq.cn/article/raft-paper
https://www.jianshu.com/p/096ae57d1fe0