raft算法伪代码,包含超时选举,节点同步

时间: 2023-07-05 08:16:18 浏览: 79
好的,下面是RAFT算法的伪代码,包含超时选举和节点同步: ``` // 初始化节点 NODE_ID = unique_id() CURRENT_TERM = 0 VOTED_FOR = null LOG = [] NEXT_INDEX = {for each server: 1} MATCH_INDEX = {for each server: 0} // 启动节点 function start(): // 启动定时器 start_election_timeout() // 进入循环,监听事件 while true: message = receive_message() if message.type == "append_entries": handle_append_entries(message) else if message.type == "request_vote": handle_request_vote(message) else if message.type == "response": handle_response(message) // 检测是否超时,如果超时则发起选举 if election_timeout(): start_election() // 处理附加日志请求 function handle_append_entries(message): if message.term < CURRENT_TERM: send_response(false) return CURRENT_TERM = message.term VOTED_FOR = null stop_election_timeout() // 检测前一条日志是否匹配 if LOG[message.prev_log_index].term != message.prev_log_term: send_response(false) return // 添加新日志 LOG = LOG[:message.prev_log_index + 1] + message.entries + LOG[message.prev_log_index + 1:] // 更新提交索引 if message.leader_commit > COMMIT_INDEX: COMMIT_INDEX = min(message.leader_commit, len(LOG) - 1) send_response(true) // 处理投票请求 function handle_request_vote(message): if message.term < CURRENT_TERM: send_response(false) return last_log_index = len(LOG) - 1 last_log_term = LOG[last_log_index].term if message.last_log_term < last_log_term or (message.last_log_term == last_log_term and message.last_log_index < last_log_index): send_response(false) return if VOTED_FOR is null or VOTED_FOR == message.candidate_id: CURRENT_TERM = message.term VOTED_FOR = message.candidate_id stop_election_timeout() send_response(true) else: send_response(false) // 处理响应 function handle_response(message): if message.success: NEXT_INDEX[message.server_id] = message.next_index MATCH_INDEX[message.server_id] = message.next_index - 1 // 如果已经提交,更新提交索引 for i in range(COMMIT_INDEX + 1, len(LOG)): if LOG[i].term == CURRENT_TERM and sum(1 for j in MATCH_INDEX.values() if j >= i) > len(MATCH_INDEX) / 2: COMMIT_INDEX = i else: NEXT_INDEX[message.server_id] = message.next_index // 开始选举 function start_election(): CURRENT_TERM += 1 VOTED_FOR = NODE_ID votes = 1 stop_election_timeout() // 发送投票请求 for server_id in all_servers(): if server_id != NODE_ID: send_request_vote(server_id) // 等待投票结果 while votes <= len(all_servers()) / 2: message = receive_message() if message.type == "request_vote_response" and message.term == CURRENT_TERM and message.vote_granted: votes += 1 elif message.type == "append_entries" and message.term >= CURRENT_TERM: start_election() return // 选举成功,成为领导者 become_leader() // 成为领导者 function become_leader(): // 初始化 next_index 和 match_index for server_id in all_servers(): NEXT_INDEX[server_id] = len(LOG) + 1 MATCH_INDEX[server_id] = 0 // 开始发送心跳 while true: for server_id in all_servers(): if server_id != NODE_ID: // 发送附加日志请求 prev_log_index = NEXT_INDEX[server_id] - 1 prev_log_term = LOG[prev_log_index].term entries = LOG[NEXT_INDEX[server_id]:] send_append_entries(server_id, prev_log_index, prev_log_term, entries, COMMIT_INDEX) // 等待响应 if some_response_received(): // 如果已经提交,更新提交索引 for i in range(COMMIT_INDEX + 1, len(LOG)): if LOG[i].term == CURRENT_TERM and sum(1 for j in MATCH_INDEX.values() if j >= i) > len(MATCH_INDEX) / 2: COMMIT_INDEX = i // 如果有节点落后了,发送更小的日志条目 for server_id in all_servers(): if server_id != NODE_ID and NEXT_INDEX[server_id] <= len(LOG): send_append_entries(server_id, NEXT_INDEX[server_id] - 1, LOG[NEXT_INDEX[server_id] - 1].term, LOG[NEXT_INDEX[server_id]:], COMMIT_INDEX) // 等待一段时间后再次发送心跳 sleep(HEARTBEAT_INTERVAL) // 发送附加日志请求 function send_append_entries(server_id, prev_log_index, prev_log_term, entries, leader_commit): // 构造请求消息 message = { "type": "append_entries", "term": CURRENT_TERM, "leader_id": NODE_ID, "prev_log_index": prev_log_index, "prev_log_term": prev_log_term, "entries": entries, "leader_commit": leader_commit } // 发送请求消息 send_message(server_id, message) // 发送投票请求 function send_request_vote(server_id): // 构造请求消息 message = { "type": "request_vote", "term": CURRENT_TERM, "candidate_id": NODE_ID, "last_log_index": len(LOG) - 1, "last_log_term": LOG[len(LOG) - 1].term } // 发送请求消息 send_message(server_id, message) // 发送响应 function send_response(success, server_id, next_index): // 构造响应消息 message = { "type": "response", "term": CURRENT_TERM, "success": success, "server_id": NODE_ID, "next_index": next_index } // 发送响应消息 send_message(server_id, message) ``` 这段代码实现了RAFT算法的关键步骤,包括超时选举和节点同步。其中,超时选举是通过定时器和投票请求实现的,而节点同步是通过附加日志请求和响应实现的。具体来说,当节点超时时,它会发送投票请求并等待响应,如果收到超过半数的投票,则成为领导者;领导者会周期性地发送附加日志请求来同步节点,并等待响应。如果有节点落后了,领导者会发送更小的日志条目来加速同步。最终,如果有足够多的节点接受了某个日志条目,领导者就可以将其提交。
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