[发明专利]一种分布式系统共识方法

权利要求书

1.一种分布式系统共识方法，其特征在于：节点角色分为跟随者节点，选举者节点，候补领导者节点，领导者节点；领导者节点由选举产生，系统的决定由领导者节点来做；所述节点还包括有日志信息，日志信息由任期号、提交日志下标和可执行指令组成；选举领导节点步骤如下：

1)初始化：设置所有节点为跟随者节点以及其日志信息中的任期号；

2)跟随者节点变为选举者节点；

3)选举者节点根据任期号和提交日志下标进行投票选举操作；

4)根据投票结果选出领导者节点和候补领导者节点；

5)监测领导者节点是否正常工作；

6)如果领导者节点正常工作，进行日志复制；

7)当领导者节点出现故障，判断是否存在候补领导者节点；

8)如果存在候补领导者节点，则进行日志回滚，候补领导者节点变为领导者节点，继续进行日志复制；

9)如果不存在，则由心跳机制触发选举，初始化领导者节点和候补领导者节点，转入步骤2)。

2.如权利要求1所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：所述跟随者节点是最普通的节点，只是被动的接收日志和给领导者节点进行反馈，能够进行投票操作；选举者节点是由跟随者节点升级而来的，其首先给自己投一票，再向其他节点争取选票，如果超过半数节点给该选举者节点投票，则该节点升级成为领导者节点；变为领导者节点后则会对其他节点进行共识操作，处理整个系统的数据交换；候补领导者节点则为得票数第二的选举者节点，该节点仅在领导者节点故障后接受其工作。

3.如权利要求1所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：所述节点还包括有日志信息，日志信息由任期号、提交日志下标和可执行指令组成；任期是从一次的领导者选举开始直到下一次的领导者选举的这一段时间；在这段时间中，只有一个领导者能够成功选举；提交日志下标将节点中的日志队列分为已提交和未提交两部分，保证各节点已提交的日志完全相同；可执行指令是待发送给客户端的指令。

4.如权利要求1所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：所述步骤3)中选举者节点根据任期号和提交日志下标进行投票选举操作；在进行领导者选举时，必须先判断任期号大小，再判断提交日志下标大小，两个值均较大的节点才能当选成为领导者节点。

5.如权利要求1所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：步骤5)中监测领导者节点是否正常工作的步骤为：

5-1)各个节点都有心跳检测机制，如果领导者节点正常工作，会不断给其他节点发送心跳信号；

5-2)若不再发送心跳信号，则其他节点的计时器超时，断定此时系统中无领导者节点。

6.如权利要求4所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：各个节点都有心跳检测机制；各个节点中都内置计时器，计时器超时则表明节点可以升级为选举者节点；领导者节点有权发送心跳信号重置其他节点的计时器。

7.如权利要求1所述的一种分布式系统共识方法，其特征在于：所述步骤8)中如果存在候补领导者节点，则进行日志回滚，候补领导者节点变为领导者节点，继续进行日志复制；日志回滚是根据候补领导者节点的提交日志下标，将其他节点的日志队列回滚到与候补领导者节点相同的状态。