1.rocketmq中raft算法实现方式
RocketMQ 中实现 Raft 算法的模块是 DLedger,它是一种基于 Raft 协议的分布式日志存储模式,用于提供高可用性和数据一致性的保证,保证消息的可靠性和持久化存储。
在 DLedger 中,每个节点都维护着一个 Raft 协议的状态机,通过 Raft 协议实现数据的复制和一致性。Raft 协议是一种分布式一致性算法,它通过将节点分成 Leader、Follower 和 Candidate 三种角色来实现数据的复制和一致性。在 DLedger 中,Leader 节点负责接收客户端的请求,并将请求复制到 Follower 节点,同时维护和复制日志,并将复制的日志同步到 Follower 节点。Follower 节点接收 Leader 节点的请求,将请求复制到本地,并将请求转发给其他 Follower 节点。Candidate 节点在选举过程中起到重要的作用,当 Leader 节点失效时,其他节点将开始选举新的 Leader 节点。
DLedger 中的数据存储采用日志方式,将消息按顺序记录到日志文件中。Leader 节点将日志复制到 Follower 节点,并等待大多数节点确认后才提交日志。DLedger 还提供了多种存储模式,包括文件存储和内存存储,可以根据具体业务需求来选择。
DLedger 的实现中,主要包括以下模块:
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DLedgerServer:DLedgerServer 是 DLedger 的入口类,负责启动和管理 DLedger 节点。
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DLedgerConfig:DLedgerConfig 是 DLedger 的配置类,用于配置节点的参数和属性。
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DLedgerRoleChangeHandler:DLedgerRoleChangeHandler 是 DLedger 中的角色变更处理器,用于处理 Leader 节点的变更和选举。
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DLedgerEntry:DLedgerEntry 是 DLedger 中的日志条目类,用于表示一条日志条目。
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DLedgerRequestProcessor:DLedgerRequestProcessor 是 DLedger 中的请求处理器,用于处理客户端请求。
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DLedgerStore:DLedgerStore 是 DLedger 中的存储模块,用于实现消息的持久化存储。
DLedgerLeaderElector 是 DLedger 中的一个类,用于实现 Leader 节点的选举。在 DLedger 中,每个节点都可以是 Leader 节点,当 Leader 节点失效时,需要通过选举机制选举新的 Leader 节点。
2.DLedgerLeaderElector
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启动选举:DLedgerLeaderElector 类在启动时会调用
start()
方法,用于启动 Leader 节点的选举。 -
处理投票请求:当节点收到其他节点的投票请求时,DLedgerLeaderElector 类会调用
onVoteRequest()
方法,处理投票请求,并向投票节点返回投票结果。 -
处理投票结果:当节点收到其他节点的投票结果时,DLedgerLeaderElector 类会调用
onVoteResponse()
方法,处理投票结果,并根据投票结果进行 Leader 节点的选举。 -
处理超时事件:当节点的超时事件到达时,DLedgerLeaderElector 类会调用
onTimeout()
方法,处理超时事件,并根据超时事件进行 Leader 节点的选举。 -
处理角色改变事件:当节点的角色改变时,DLedgerLeaderElector 类会调用
onRoleChange()
方法,处理角色改变事件,并根据角色改变事件进行 Leader 节点的选举。
DLedgerLeaderElector 类采用 Raft 协议实现 Leader 节点的选举。在 DLedger 中,节点分为 Leader、Follower 和 Candidate 三种角色,Leader 节点负责接收客户端的请求,并将请求复制到 Follower 节点,同时维护和复制日志,并将复制的日志同步到 Follower 节点。Follower 节点接收 Leader 节点的请求,将请求复制到本地,并将请求转发给其他 Follower 节点。Candidate 节点在选举过程中起到重要的作用,当 Leader 节点失效时,其他节点将开始选举新的 Leader 节点。
3.选举过程中无法写入
在 DLedger 中,如果客户端在选举过程中发送消息,消息将暂时无法写入任何一个 Broker。这是因为在 DLedger 中,只有 Leader 节点才能够接收并处理客户端发送的消息,而在 Leader 节点选举完成之前,客户端无法确定当前有效的 Leader 节点。
当 Leader 节点失效时,其他节点将开始选举新的 Leader 节点。在选举过程中,如果客户端发送消息,消息将被缓存到本地,并等待新的 Leader 节点选举完成后再进行发送。当新的 Leader 节点选举完成后,客户端将会从新的 Leader 节点上拉取当前未被处理的消息,并将缓存的消息发送到新的 Leader 节点上。
因此,如果客户端在选举过程中发送消息,消息将被缓存到本地,直到新的 Leader 节点选举完成后再进行发送。在选举过程中,客户端无法确定当前有效的 Leader 节点,因此无法将消息发送到任何一个 Broker 上。
4.优缺点
优点:
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分布式:DLedger 模式中没有中心化的节点,所有节点都相等,可以降低单点故障的风险,提高系统的容错性。
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高可用:DLedger 模式中的数据复制采用异步方式,可以提高系统的性能和吞吐量,同时也可以保证数据的可用性和一致性。
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数据持久化:DLedger 模式中的数据存储采用日志方式,将消息按顺序记录到日志文件中,并通过多个节点之间的复制来保证数据的持久化存储。
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自动感知:DLedger 节点可以自动感知其他节点的存在,并维护节点之间的关系,不需要手动配置。
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异步复制:DLedger 模式中的数据复制采用异步方式,可以提高系统的性能和吞吐量。
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高可扩展性:DLedger 模式支持多个节点之间的数据复制和同步,可以实现水平扩展。
缺点:
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系统复杂度:DLedger 模式需要实现 Raft 协议来保证数据的一致性和复制,系统的复杂度相对较高。
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性能影响:由于需要进行复制和同步,DLedger 模式的性能相对较低,可能对系统的性能产生影响。
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资源消耗:DLedger 模式需要占用大量的存储空间和网络带宽资源,可能会对系统的资源消耗产生影响。