外观
Raft：选举、复制与提交
Raft 把共识拆成 leader 选举、日志复制与安全性约束。每个节点维护递增任期 term、该任期投给谁 votedFor，以及日志。term 和投票必须在回复相关 RPC 前持久化，否则重启后可能在同一任期投两票。
选举不是挑一个活着的节点
follower 在选举超时后增加任期，转 candidate，先投自己，再请求其他成员投票。节点只有在本任期尚未投票或已投给该候选者，并且候选者日志足够新时才能授票。日志新旧按 (lastLogTerm, lastLogIndex) 字典序比较：最后任期更大优先，任期相同才看长度。随机化超时减少分票。
五节点集群的多数是 3。停掉两个节点后多数仍是 3，不能把分母改成“当前能看见的节点”。两个多数派必相交，加上每任期只投一票，保证同任期不会选出两个 leader。不同任期的旧 leader 可能暂时不知自己已过期，必须依靠 term 检查阻止它产生新的有效决策。
AppendEntries 先检查前缀
leader 发送 term, prevLogIndex, prevLogTerm, entries, leaderCommit。follower 先拒绝旧 term，再验证前一个位置的任期；不匹配就拒绝。匹配后，若新 entries 与本地同位置任期冲突，删除冲突项及后缀，再追加新 entries。不能因一次短心跳无条件截断 follower 的全部额外后缀。
日志匹配性质是：如果两个日志在同一索引有相同任期，它们到该位置为止的前缀一致。它依赖正确的 leader 追加和前缀检查；“term 相同”不是可以对任何随意产生的日志应用的魔法。
flowchart TD
A[接收 AppendEntries] --> B{任期过旧?}
B -->|是| R[拒绝并返回当前任期]
B -->|否| C{前驱索引与任期匹配?}
C -->|否| R
C -->|是| D[仅从冲突位置截断并追加]
D --> E[更新已确认范围内的 commitIndex]
E --> F[按顺序执行状态机]
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flowchart TD
A[接收 AppendEntries] --> B{任期过旧?}
B -->|是| R[拒绝并返回当前任期]
B -->|否| C{前驱索引与任期匹配?}
C -->|否| R
C -->|是| D[仅从冲突位置截断并追加]
D --> E[更新已确认范围内的 commitIndex]
E --> F[按顺序执行状态机]
实际实现用 nextIndex 管理下一次尝试位置、matchIndex 管理已知复制到的位置；它们不是同一个变量。配套模型为了可读性每次发送完整前缀，正确性逻辑保留，传输效率较低。
复制到多数不等于任意日志都能直接提交
leader 查找一个索引 N，满足多数 matchIndex >= N，并且 log[N].term == currentTerm，才能按这条规则推进 commitIndex。提交当前任期条目时，它之前的条目随之前缀一并提交。
为什么加任期条件？旧任期某项即使暂时复制到多数，也可能在后续合法选举路径中被替换。Raft 的 leader completeness 证明要求通过当前任期条目确认新的领导权与前缀。新 leader 常提交一个 no-op，让旧前缀获得安全的提交依据。配套测试 test_previous_term_not_committed_by_count_alone 展示这个限制。
持久与易失状态
| 状态 | 恢复需求 |
|---|---|
| currentTerm / votedFor / log | 回复前持久化；重启保留 |
| commitIndex / lastApplied | 按协议与快照恢复，不能越界执行 |
| nextIndex / matchIndex | leader 运行时维护，重新选举后重建 |
| KV / 去重结果 | 从已提交日志回放，或加载一致快照 |
如果快照把 KV 截到索引 100，却只记录 lastIncludedIndex=90，重启回放 91–100 可能重复产生效果。快照边界必须对应状态机真正已执行到的位置。
易失 lastApplied 归零只有在状态机也从空状态重建时才合理；若 KV 已独立持久化，就必须与它记录一致的应用边界，不能盲目从头重放外部效果。配套模型选择“状态与去重表清空，日志保留”的同进程模拟。所有节点重启后没有已知 commitIndex，新 leader 需显式提交本任期 no-op 才回放旧前缀。
阅读配套实现
labs/distributed/raft_model.py 的 Node.vote 对应投票规则，Node.receive 对应前缀检查，Cluster.replicate 对应当前任期提交条件，Node.apply 是状态机应用。Cluster.restart 模拟重启，但没有磁盘 I/O；完整边界见实验页。
自测：旧 leader 收到更高 term 的拒绝后应做什么？
更新 term，清除旧任期投票状态，转 follower，停止以旧 leader 身份回复需要领导权的请求。不能只忽略拒绝继续重试旧 term。
来源：Raft 扩展论文，第 5–7 节。建议结合多数派交互演示阅读。