AppBoxFuture: Raft快照及日志截断回收

  appboxfuture的存储引擎依赖raft一致性协议来保证各个分区副本的一致性，如果不处理raft日志将不断增长，因此需要特定的机制（定期或每处理一定数量的日志）来回收那些无用的日志数据。通过学习raft协议内的log compaction，并参考tikv等实现，作者初步实现了分区快照与日志截断回收功能。

一、快照流程：

  每个分区对应一个raft组，由不同的raft节点分布在集群的不同机器上，每个raftnode都在循环处理ready（如下图所示）:

• 在达到快照创建条件时（上图步骤6），即满足一定周期（如6小时）且期间应用的已递交日志数量达到阈值（如10000条），raftnode通知对应的状态机创建快照，这里主要是利用rocksdb的snapshot及sstfilewriter将当前分区所涉及的kv数据写入相应的sst文件内。在状态机创建快照成功后，raftnode通知对应的raftstorage截断并回收日志，由于目前raft日志同样使用rocksdb存储，所以可以利用rocksdb的deleterange功能批量删除无用的日志。

• 如果同一raft组内的某一节点所在的机器down机了较长的时间，在此期间此组内的leader达到快照条件创建了快照并回收了日志。之后down掉的机器重新启动，follower与leader通信后要求追加down机期间的日志，但leader快照前的日志已删除，leader会发送raft快照给follower，这里需要注意的是leader先发送状态机创建的各个sst文件，都发送完了再发送raftsnapshot消息。

• follower在收到快照消息时（上图步骤3），先清理当前分区所涉及的所有旧数据，然后通知对应的状态机恢复快照数据，这里主要是利用rocksdb的ingestexternalfile将各个sst文件快速导入存储内。

创建与接收的快照文件目前存储在运行时snapshot目录内。

二、简单测试：

1. 启动集群并新建测试用实体模型

参考前篇“告别单体架构，迎接分布式时代”启动一个新集群，并且登录至ide创建新实体。

2. 关闭集群某一节点模拟down机

直接control+c关闭某一节点。

3. 新建一个服务插入5000条记录

在ide内新建服务用于插入5000条记录（用于触发快照条件），调用此服务后可看到控制台输出如下图所示的创建快照日志。

4. 重新启动down机节点

通过如下命令重启down机节点，可看到控制台输出如下图所示的恢复快照日志。

sudo ./appbox

5. 验证down机节点快照恢复

通过tools/dbscan工具查看快照数据是否已恢复。

tools/dbscan --db=data(数据所在目录) --cf=tablecf --take=10000 --prefix=000020017000

dbscan的参数--prefix=十六进制字串， 可以只匹配相同前缀的kv记录

三、本篇小结：

  本篇介绍了raft快照及日志截断回收的流程及相应的测试，github上的运行时已更新可供测试。作者单独开发appboxfuture到十月一日就整一年了，期间曾多次想放弃，好在顶着巨大的压力总算解决了这最后一个技术难点，到此基本上原型验证是没有大问题了，下一步的重点是完善必要功能、稳定性及性能优化，并且考虑是开源该项目还是商业化运作。