ElasticSearch 7.x之后选主流程
原创
简介
7.x之后的ES，采用-种新的选主算法Raft ?[rɑ?ft] n. 筏；救生艇。
Raft算法选主流程
其设计原则如下：
- 容易理解
- 减少状态的数量，尽可能消除不确定性
在Raft中，节点可能的状态有三种，其转换关系如下：
正常情况下，集群中只有一个Leader，其他节点全是Follower。Follower 都是被动接收请求，从不主动发送任何请求。Candidate [?k?nd?d?t; ?k?nd?de?t] n. 候选人，候补者；应试者 是从Follower到Leader的中间状态。
Raft中引入任期(term) 的概念，每个term内最多只有一个Leader。term 在Raft算法中充当逻辑时钟的作用。服务器之间通信的时候会携带这个term，如果节点发现消息中的term小于自己的term，则拒绝这个消息；如果大于本节点的term，则更新自己的term。如果一个Candidate或者Leader发现自己的任期过期了，它会立即回到Follower状态。
Raft选举流程为：
- 增加当前节点本地的current term，切换到Candidate状态；
- 当前节点投自己一票，并且并行给其他节点发送RequestVote RPC (让大家投他) ；
然后等待其他节点的响应，会有如下三种结果：
- 如果接收到大多数服务器的选票，那么就变成Leader。成为Leader后，向其他节点发送心跳消息来确定自己的地位并阻止新的选举。
- 如果收到了别人的投票请求，且别人的term比自己的大，那么候选者退化为Follower；
- 如果选举过程超时，再次发起一轮选举；
ES实现Raft算法选主流程
ES实现中，候选人不先投自己，而是直接并行发起RequestVote，这相当于候选人有投票给其他候选人的机会。这样的好处是可以在一定程度上避免3个节点同时成为候选人时，都投自己，无法成功选主的情况。
ES不限制每个节点在某个term上只能投一票， 节点可以投多票，这样会产生选出多个主的情况：
- Node2被选为主，收到的投票为：Node2、 Node3；
- Node3被选为主，收到的投票为：Node3、 Node1；
对于这种情况，ES的处理是让最后当选的Leader成功，作为Leader。如果收到RequestVote请求，他会无条件退出Leader状态。在本例中，Node2先被选为主，随后他收到Node3的RequestVote请求，那么他退出Leader状态，切换为CANDIDATE，并同意向发起RequestVote候选人投票。因此最终Node3成功当选为Leader。
动态维护参选节点列表
在此之前，我们讨论的前提是在集群节点数量不变的情况下，现在考虑下集群扩容、缩容、节点临时或永久离线时是如何处理的。在7.x之前的版本中，用户需要手工配置minimum_master_nodes, 来明确告诉集群过半节点数应该是多少，并在集群扩缩容时调整他。现在，集群可以自行维护。
在取消了discovery.zen.minimum_master_nodes 配置后，现在的做法不再记录“quorum”法定数量的具体数值，取而代之的是记录一个节点列表，这个列表中保存所有具备master资格的节点(有些情况下不是这样，例如集群原本只有1个节点，当增加到2个的时候，这个列表维持不变，因为如果变成2，当集群任意节点离线，都会导致无法选主。这时如果再增加一个节点，集群变成3个，这个列表中就会更新为3个节点)，称为VotingConfiguration，他会持久化到集群状态中。
在节点加入或离开集群之后，Elasticsearch 会自动对VotingConfiguration 做出相应的更改，以确保集群具有尽可能高的弹性。在从集群中删除更多节点之前，等待这个调整完成是很重要的。你不能一次性停止半数或更多的节点。(感觉大面积缩容时候这个操作就比较感人了，一部分一部分缩)。默认情况下，ES自动维护VotingConfiguration。有新节点加入的时候比较好办，但是当有节点离开的时候，他可能是暂时的重启，也可能是永久下线。你也可以人工维护VotingConfiguration，配置项为：cluster.auto_shrink_voting_configuration，当你选择人工维护时，有节点永久下线，需要通过voting exclusions API将节点排除出去。如果使用默认的自动维护VotingConfiguration，也可以使用voting exclusions API来排除节点，例如一次性下线半数以上的节点。
如果在维护VotingConfiguration时发现节点数量为偶数，ES会将其中一个排除在外，保证VotingConfiguration是奇数。因为当是偶数的情况下，网络分区将集群划分为大小相等的两部分，那么两个子集群都无法达到“多数”的条件。
Voting configuration exclusions API
POST /_cluster/voting_config_exclusions?node_names=<node_names>
POST /_cluster/voting_config_exclusions?node_ids=<node_ids>
DELETE /_cluster/voting_config_exclusions
Adds nodes named nodeName1 and nodeName2 to the voting configuration exclusions list:
POST /_cluster/voting_config_exclusions?node_names=nodeName1,nodeName2
Remove all exclusions from the list:
DELETE /_cluster/voting_config_exclusions原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
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