(数据库必知必会：TiDB（5）TiKV Raft)

Raft

角色介绍

TiKV中的Region保存了3份数据，其中一份数据是主数据，称为leader，另外两份是follower。

Region中的数据是按照key进行排序的。当Region的数据增长达到96MB的时候，就会新建一个Region进行写数据。

由于Region的数据可能存在修改、删除等操作，所以Region的数据就会在96MB的基础上再变化。当增长达到144MB的时候，Region会拆分；当减小到一个较小的大小的时候，Region可以合并。

一个TiKV节点上的Region个数达到5万个的时候，管理成本就比较高了。

Raft日志复制

TiKV节点中存在两种类型的RocksDB，RocksDB kv是存储的K-V型数据，RocksDB raft存放的是数据从操作指令，即数据操作的增删改查指令，也就是Raft日志。

数据写入的时候，将数据写入日志写到leader。

leader收到写入请求后：

第1步，propose阶段，leader将写请求写入Raft日志，Raft日志的唯一标识是：Region号+日志当前的序号。

第2步，append阶段，leader将Raft日志写入到本地的RocksDB。

第3步，replicate阶段，leader将本地的Raft日志逐条发送到follower，follower在本地完成append。

第4步，commited阶段，follower在完成append的时候，会将状态反馈给leader。

第5步，apply阶段，当大多数follower都反馈append成功，leader会认为数据持久化已经稳妥了，就会执行commit，否则leader会认为数据持久化失败，不会进行commit。

Raft Leader选举

当集群刚启动的时候，所有TiKV节点都是follower，term=1，此时follower会一直等待leader的信息，直到超过election timeout（默认10秒钟）的时间都还没等到，则region会把自己变成candidate，term=2，并将这个信号发送给其他节点。其他节点收到信号后，会用term值与自己保存的term值进行比较，如果收到的term比自己的term值大，则其他节点会同意这个信号请求，并将自己的term更新成信号中的term值表示一段新关系的开始。当大多数节点都同意，则leader选举成功。

当集群中有leader的时候，leader会按一定的时间间隔heartbeat time interval（默认10秒）给folloer发送心跳，表示leader存在，follower禁止起义，follower收到心跳信息后，只能按兵不动。当集群中突然失去leader节点的时候，follower无法收到心跳信号，当超过election timeout还没收到心跳信号，则有follower就会起义，将自己变成candidate，并发送选举请求给其他节点开始进行选举。

一个问题

如果在选举leader的过程中，出现多个节点都选择自己做为candidate的，都选自己做leader，则有可能导致无法选举出新的leader。

解决办法就是不同的节点采用随机的、不同的无主选举时间election timeout，防止多个节点同时发起选举。

几个概念

• Election timeout，无主选举时间，超过这个时间还没收到leader的信息就会发起leader选举，对应参数raft-election-timeout-ticks，默认值raft-base-tick-interval
• Heartbeat time interval，心跳时间，leader发送心跳到follower的时间间隔，需要小于Election timeout，对应参数raft-heartbeat-ticks，默认值raft-base-tick-interval