Raft实现报告（二）
Leader election
Raft使用心跳机制去触发Leader选举，当server开启时就作为follower运行，一个server会一直保持这种状态只要他能一直收到来自Leader或candidate的有效RPC。Leader会发送周期性的心跳（AppendEntries RPC，将该条RPC中的log条目变为空即可）给所有的follower去维持他的主导权，如果一个follower在一段时间内没有接收到这种有效交流，这种时间叫做选举超时(election timeout)，该follower就会假设当前已经没有有效的Leader在了，就会发起一轮选举去选择新的leader。
follower在开始一场新的选举的时候，会增加自己的term(在论文中提到，raft系统中的逻辑时钟)然后转变为candidate状态，然后他会投票给自己，然后并行对集群中所有server发出RequestVote RPC请求。该candidate会持续这种状态直到以下几种情况发生之后转变。
- 该candidate赢得了选举
- 其他server赢得选举并变成leader
- 一段时间过去了之后，没有产生leader也就是分票了
下面就来讨论这几种情况，还有一个问题就是:
以前提到会出现的一种情况，在一个时间段内发生的事请，可能server并不知道，那这个时候如果他觉得已经收不到心跳了，开启Leader选举，但与此同时，现有时间段的Leader还存在并且与其他server保持良好沟通，这个时候怎么办？因为为了保持选举安全，每个时间段至多只有一个leader。第二种情况会解释这个问题。
第一种情况：如果集群中绝大多数服务器都投票给了candidate，那么他就会赢得这场选举，每一个server最多只能投一个candidate在这段时间内，先到先服务的基础原则。一旦candidate赢得选举，它就会变成leader，然后他就会发送心跳消息给所有的服务器建立管理，同时避免新选举的发生。
第二种情况：在等待投票的时候，candidate可能会收到AppendEntriesRPC（我现在先理解为更新状态RPC请求）来自其他server(A)表达server(A)此时要成为Leader了，如果Leader(server A)的term（这里是逻辑时间记录变量）最后跟candidate当前记录的term一样大，那么candidate会意识到该leader是合法的，承认server(A)，然后candidate会变回follower状态。如果RPC中记录的term小于了candidate的当前term，candidate将会拒绝这次RPC更新，继续维持candidate状态等待投票
换句话说，candidate在等待过程中，如果收到比他term新的消息，说明结果已经出来了，leader产生，其他的candidate胜出，自己选举失败，变回follower。如果更新信息比较旧，则继续选举等待投票。
论文中没有提到一个candidate如何感知自己获得了更多的票啊？
第三种情况：第三种可能的结果就是candidate们没有一个人赢下或者失败，如果许多的follower同时变成了candidate。他们都会投给自己，产生分票，所以没有人会获得更多的选票，但这种情况发生的时候，每一个candidate将会超时，然后产生新一轮选举通过增加他的term（后来我觉得term也可以理解为阶段，集群中的所有服务器记录当前阶段，就像git中提交的点。如果term的数值非常小，那他肯定很旧，并且大家再每次选举时，都会更新到下一阶段，也就是term单调递增）然后发起新的RequestVote RPC请求，前文说到，在一个时间段中只会产生一种结果，要么有leader大家相安无事，要么没选出来leader，新的leader选举将会发生在新的时间段（term我觉得就是时间段的抽象）中。
并且如果没有额外的干预，这种分票情况肯定会无限的重复下去。
如何避免分票
然后！Raft使用了随机的选举超时机制确保分票情况很少发生，即便发生也会很快解决。首先，为了防止分票，选举的超时时间会从固定间隔的事件中随机抽取(比如150-300ms之间的时间)，所以在大多数情况下，只有一个server超时，不会发生大家都超时同时选举的情况，或是少发生。他会赢下选举然后发送心跳给其他server，在这些server超时之前。并且，每个candidate会重置他的超时时间（reset election timeout）在以下一次选举的时候，也就是说，不仅超时时长是随机的，并且在每次选举前还会改变。这就会减少新一轮选举的分票情况发生。
论文中提到的RPCs
- AppendEntries RPC: Leader调用来复制日志条目，同时用于心跳机制
- RequestVote RPC: candidates调用来收集投票
Question
- 发起leader选举的follower，投票给自己是必然的吗？
- candidate如何感知自己的票已经足够多了可以成为leader？
reference
https://pdos.csail.mit.edu/6.824/papers/raft-extended.pdf
