Raft 是怎么选主和保证日志一致的？

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面试怎么回答

Raft 分 Leader、Follower、Candidate 三种角色，按任期划分时间。Follower 超时收不到心跳就升任期发起选举，每个节点每个任期只投一票、且只投给日志不比自己旧的候选人，拿到过半票成为 Leader。写入只走 Leader，日志复制到过半节点即算提交，再应用到状态机；Follower 日志不一致时由 Leader 回退并覆盖。过半保证了任意两次多数派有交集，新 Leader 一定包含所有已提交日志，所以 2N+1 个节点能容忍 N 个故障。

先把这段讲顺；面试官追问时，再展开下面的原理和细节。

详细讲解

Kafka 的 KRaft、etcd、TiKV 都基于 Raft。面试官会问：Raft 怎么选出 Leader？怎么保证各节点日志一致？为什么要过半？

三种角色和任期

节点分为 Leader、Follower、Candidate。时间被划分为一个个任期（term），每个任期最多一个 Leader。

选主

Follower 在一段随机的超时时间内没收到 Leader 心跳，就把任期加一，变成 Candidate，向其他节点请求投票；
每个节点在一个任期内只投一票，并且只投给日志不比自己旧的候选人；
拿到过半票的候选人成为 Leader，开始发送心跳。

随机超时是为了减少多个节点同时发起选举、票数被瓜分的情况。

日志复制

客户端的写请求只发给 Leader：

Leader 把命令追加到自己的日志，再并行发给各 Follower；
过半节点（包括 Leader 自己）写入成功后，这条日志被认为已提交（committed），Leader 应用到状态机并返回客户端；
Follower 通过后续的心跳得知提交位置，再应用到自己的状态机。

如果某个 Follower 的日志和 Leader 不一致，Leader 会找到两者最后一致的位置，用自己的日志覆盖 Follower 后面的部分。

为什么是过半

任意两个「过半」集合一定有交集。已提交的日志至少存在于过半节点上；新 Leader 也必须拿到过半选票，而投票规则要求候选人的日志不比投票者旧，所以新 Leader 一定包含所有已提交的日志，提交过的数据不会丢。

这也意味着 2N+1 个节点最多容忍 N 个故障，所以集群通常是 3 个或 5 个节点。