作者 | 奇伢

來源 | 奇伢云存儲

關于 Quorum 的兩個維度

前幾回說了那么多框架，設計思想的文章。今天分享一個很小的點，etcd 的 quorum 是怎么實現的？

Quorum 機制本質就是一個關于多數派的事情，這個多數派應用的有兩個方面：

選舉過程：獲得多數節點投票的節點才能獲勝，成為 Leader ；

運行過程：被多數節點 commit 的日志位置，這個才是被集群可靠記錄的位置。被集群 commit 的日志才能被應用 apply ；

那么這里有兩個小思考問題：

既然是選舉過程，那怎么選舉結果唱票的？

既然是運行過程，那集群的這些節點怎么確認集群的 commit 位置？

有選舉自然有唱票

唱票是在選舉流程中的一個步驟。還記得以前選班干部的時候，在黑板上寫“正”字，誰得票多誰就獲勝當選。

etcd 里面也有選舉，也就是 Leader 的選舉。Leader 獲勝的依據是的票滿足大多數，也就是滿足 quorum 機制。

今天我們就來看看 etcd 的唱票是怎么做的？

很簡單的思路，我們給每個參與選舉的朋友計數，得票超過半數的，那么就勝出。

比如說 A，B，C，D，E 五個人競選，那么得到 3 票的就可以勝出。

來看看 etcd 的唱票

選舉屬于 quorum 機制，代碼位于 etcd/raft/quorum/ 下。quorum 的核心實現在 MajorityConfig 的結構體，其實就是個 map 的封裝：

type?MajorityConfig?map[uint64]struct{}

這個 map 的 key 是節點的 id，這里面包含了集群的節點，map 的 value 不重要，所用用的是 struct{} 類型。

思考個小問題：那既然 value 不 care ，那為什么不用 slice 結構？

其實就是為了查找的需求，map 的查找是常數級別，value 又用的 struct{} ，不占空間，一舉兩得。

唱票和集群 commit 的實現就是它的方法，我們先看下唱票的實現：

//?etcd/raft/quorum/majority.go func?(c?MajorityConfig)?VoteResult(votes?map[uint64]bool)?VoteResult?{//?搞個長度為?2?的數組ny?:=?[2]int{}//?遍歷集群節點for?id?:=?range?c?{v,?ok?:=?votes[id]if?!ok?{//?暫時沒投票的missing++continue}if?v?{//?投票贊同的ny[1]++}?else?{//?投票拒絕的ny[0]++}}q?:=?len(c)/2?+?1if?ny[1]?>=?q?{//?選舉成功：得票數超過半數，，比如 votes =>?[yes, yes, yes]return?VoteWon}if?ny[1]+missing?>=?q?{//?未知情況：不確定成功，也不確定失敗return?VotePending}//?選舉失敗return?VoteLost }

唱票的實現很簡單，就如下幾個步驟：

遍歷集群節點；

統計誰贊同了、誰拒絕了、誰還沒投票；

唱票的結果有三種：成功，失敗，待定；

贊同投票的超過半數（ len(c)/2+1 ），則勝利；

這實現可太簡單了，就是一個遍歷投票結果，寫“正”字，“正”字超過半數則勝出。

集群的節點怎么確認集群的 commit 位置？

集群內被多數節點 commit 的位置才是集群的 commit 點。也就是說這個也需要滿足 quorum 。這個就有意思了。

關鍵步驟：排序，然后取中間的位置。

取的這個中間的位置就是滿足 quorum 的 commit 。

//?etcd/raft/quorum/majority.go func?(c?MajorityConfig)?CommittedIndex(l?AckedIndexer)?Index?{//?遍歷集群節點：取出每個節點的 commitfor?id?:=?range?c?{if?idx,?ok?:=?l.AckedIndex(id);?ok?{srt[i]?=?uint64(idx)i--}}//?排個序insertionSort(srt)//?取中間，這個位置就是大多數?commit?的位置，屬集群共識pos?:=?n?-?(n/2?+?1)return?Index(srt[pos]) }

這個實現就很有意思了，撈出每個節點當前的 commit 位置，組成一個數組，然后給這個數組排個序，取中間的位置。這個位置就是集群的 commit 位置，也就是 apply 的位置。

先把集群每個節點的 commit 位置取出來，是這樣的：

后來排個序是這樣的，黑色的節點 commit 位置則是集群的 commit 位置：

總結

Quorum 機制是分布式系統中很重要的理論部分，這是一個關于多數派的機制。etcd 關于多數派有兩個方面：Leader 選舉和 raft 日志運行；

etcd 的唱票實現非常簡單，就是一個計數“正”字的實現，用一個 map 記錄集群的節點，投票計數超過多數則勝出；

etcd 確認集群 commit 位置則是先把每個節點的 commit 位置放在數組，然后排個序，然后取中間位置，這個位置就是集群的 commit 位置；

多數節點 commit 過的日志才是集群 commit 的位置，集群 commit 的日志才能 apply ，這個要記住嘍；

集群 commit?位置將由 Leader?通過心跳或者日志復制的消息告訴其他節點；

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Quorum 和唱票那回事的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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