引言 实现了MIT6.824中的lab2A,即leader选举的部分。
Raft结构及初始化 为一个Raft中的节点增加的变量主要有:
currentTerm: 当前任期 
votedFor: 为谁投票, -1表示没有投票,注意一个任期只能投一次票 
state: 当前节点的状态 
heartbeatTimeout: 心跳超时计数器 
electionTimeout: 选举超时计数器 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 type  Raft struct  {int                  int32                int int type  NodeState uint8 const  (iota 
初始化Make函数如下,注意为新添加的变量进行初始化,可以看到初始化之后就会启动一个ticker的goroutine来让节点不断运行。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 func  Make (peers []*labrpc.ClientEnd, me int , 	persister *Persister, applyCh chan  ApplyMsg) 0 ,0 ,-1 ,go  rf.ticker()return  rf
计时函数 计时函数如上所述有两个:
heartbeatTimeout: 倒计时结束时,需要向其他节点发送心跳,以维持自己的leader地位 
electionTimeout: 倒计时结束时,需要转化为candidate开始选举,如果在倒计时结束前收到了leader的心跳,则重置倒计时。 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 func  (rf *Raft) for  rf.killed() == false  {select  {case  <-rf.heartbeatTimeout.C:if  rf.state == Leader {case  <-rf.electionTimeout.C:
选举leader 选举leader主要依靠发送RequestVote RPC来进行,选举的过程如下:
electionTimeout计时器到期,节点转化为candidate状态,增加currentTerm并开始选举 
发送RequestVote RPC给其他节点,请求投票 
接收到其他节点的投票结果。 
 
按照Raft论文的描述可以将选举结果分为三种:
得到了大多数节点的投票,成为leader 
有其他节点成为了leader,自己转化为follower。如何感知到其他节点成为了leader呢?有两种手段:
通过RequestVoteReply中的Term字段,如果Term比自己的大,则说明有其他节点成为了leader 
接受到了其他节点的心跳,说明有其他节点成为了leader 
 
 
大家平分选票,没有leader产生,等待electionTimeout计时器到期,重新开始选举 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 func  (rf *Raft) "{Node %v} starts election with RequestVoteRequest %v" , rf.me, request)1 for  peer := range  rf.peers {if  peer != rf.me {if  peer == rf.me {continue go  rf.electionRequestOnce(peer, &grantedVoteNum, request)func  (rf *Raft) int , grantedVoteNum *int , request *RequestVoteArgs) {new (RequestVoteReply)if  rf.sendRequestVote(peer, request, reply) {defer  rf.mu.Unlock()"{Node %v} received RequestVoteReply {%v} from {Node %v}" , rf.me, reply, peer)if  rf.currentTerm == request.Term && rf.state == Candidate {if  reply.VoteGranted {if  *grantedVoteNum > len (rf.peers)/2  {else  if  reply.Term > rf.currentTerm {"{Node %v} found higher term %v in RequestVoteReply %v from {Node %v}" , rf.me, reply.Term, reply, peer)-1 
节点在进行投票时的规则如下:
如果自己的term比对方大,则拒绝投票 
如果在当前term中已经投过票给其他candidate,则拒绝投票 
其余情况下投票给对方,并更新自己的term与votedFor,并直接转化为follower状态 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 func  (rf *Raft) defer  rf.mu.Unlock()defer  DPrintf("{Node %v}'s state is {state: %v, term: %v}, the RequestVoteReply is {%v}" , rf.me, rf.state, rf.currentTerm, reply)if  args.Term < rf.currentTerm || (args.Term == rf.currentTerm && rf.votedFor != -1  && rf.votedFor != args.CandidateId) {false return if  args.Term > rf.currentTerm {-1 if  !rf.isLogUpToDate(args.LastLogIndex, args.LastLogTerm) {false return true type  RequestVoteArgs struct  {int int int int type  RequestVoteReply struct  {int bool 
注意在状态转化时需要对计时器进行相应的修改,如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 func  (rf *Raft) if  rf.state == newState {return "{Node %v} changes state from %s to %s" , rf.me, rf.state, newState)switch  newState {case  Follower:case  Candidate:case  Leader:
心跳广播 理论上心跳发送应该与日志复制用的是同一种RPC,但是lab2A不需要实现日志复制,所以这里的日志复制进行了简化,能发送心跳来维持自己的leader地位即可。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 func  (rf *Raft) int ) {if  rf.state != Leader {return new (AppendEntriesReply)if  rf.sendAppendEntries(peer, request, reply) {"{Node %v} received AppendEntriesReply {%v} from {Node %v}" , rf.me, reply, peer)func  (rf *Raft) "{Node %v} received AppendEntriesRequest {%v}" , rf.me, args)true type  AppendEntriesRequest struct  {int int type  AppendEntriesReply struct  {int bool 
运行结果 运行结果如下,能通过所有测试: