opendaylight/md-sal/sal-akka-raft/src/main/java/org/opendaylight/controller/cluster/raft/behaviors/AbstractLeader.java

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Cisco Systems, Inc. and others.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This program and the accompanying materials are made available under the
   5  * terms of the Eclipse Public License v1.0 which accompanies this distribution,
   6  * and is available at http://www.eclipse.org/legal/epl-v10.html
   7  */
   8 package org.opendaylight.controller.cluster.raft.behaviors;
   9
  10 import static java.util.Objects.requireNonNull;
  11
  12 import akka.actor.ActorRef;
  13 import akka.actor.ActorSelection;
  14 import akka.actor.Cancellable;
  15 import com.google.common.annotations.VisibleForTesting;
  16 import com.google.common.base.Optional;
  17 import com.google.common.io.ByteSource;
  18 import edu.umd.cs.findbugs.annotations.SuppressFBWarnings;
  19 import java.io.IOException;
  20 import java.io.ObjectOutputStream;
  21 import java.util.Collection;
  22 import java.util.Collections;
  23 import java.util.HashMap;
  24 import java.util.Iterator;
  25 import java.util.LinkedList;
  26 import java.util.List;
  27 import java.util.Map;
  28 import java.util.Map.Entry;
  29 import java.util.Queue;
  30 import java.util.concurrent.TimeUnit;
  31 import org.eclipse.jdt.annotation.Nullable;
  32 import org.opendaylight.controller.cluster.io.SharedFileBackedOutputStream;
  33 import org.opendaylight.controller.cluster.messaging.MessageSlicer;
  34 import org.opendaylight.controller.cluster.messaging.SliceOptions;
  35 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.ClientRequestTracker;
  36 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.ClientRequestTrackerImpl;
  37 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.FollowerLogInformation;
  38 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.PeerInfo;
  39 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.RaftActorContext;
  40 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.RaftState;
  41 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.ReplicatedLogEntry;
  42 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.VotingState;
  43 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.base.messages.CheckConsensusReached;
  44 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.base.messages.Replicate;
  45 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.base.messages.SendHeartBeat;
  46 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.base.messages.SendInstallSnapshot;
  47 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.AppendEntries;
  48 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.AppendEntriesReply;
  49 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.InstallSnapshot;
  50 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.InstallSnapshotReply;
  51 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.RaftRPC;
  52 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.RequestVote;
  53 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.RequestVoteReply;
  54 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.messages.UnInitializedFollowerSnapshotReply;
  55 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.persisted.ServerConfigurationPayload;
  56 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.persisted.Snapshot;
  57 import scala.concurrent.duration.FiniteDuration;
  58
  59 /**
  60  * The behavior of a RaftActor when it is in the Leader state.
  61  *
  62  * <p>
  63  * Leaders:
  64  * <ul>
  65  * <li> Upon election: send initial empty AppendEntries RPCs
  66  * (heartbeat) to each server; repeat during idle periods to
  67  * prevent election timeouts (§5.2)
  68  * <li> If command received from client: append entry to local log,
  69  * respond after entry applied to state machine (§5.3)
  70  * <li> If last log index ≥ nextIndex for a follower: send
  71  * AppendEntries RPC with log entries starting at nextIndex
  72  * <li> If successful: update nextIndex and matchIndex for
  73  * follower (§5.3)
  74  * <li> If AppendEntries fails because of log inconsistency:
  75  * decrement nextIndex and retry (§5.3)
  76  * <li> If there exists an N such that N &gt; commitIndex, a majority
  77  * of matchIndex[i] ≥ N, and log[N].term == currentTerm:
  78  * set commitIndex = N (§5.3, §5.4).
  79  * </ul>
  80  */
  81 public abstract class AbstractLeader extends AbstractRaftActorBehavior {
  82     private final Map<String, FollowerLogInformation> followerToLog = new HashMap<>();
  83
  84     /**
  85      * Lookup table for request contexts based on journal index. We could use a {@link Map} here, but we really
  86      * expect the entries to be modified in sequence, hence we open-code the lookup.
  87      * TODO: Evaluate the use of ArrayDeque(), as that has lower memory overhead. Non-head removals are more costly,
  88      *       but we already expect those to be far from frequent.
  89      */
  90     private final Queue<ClientRequestTracker> trackers = new LinkedList<>();
  91
  92     /**
  93      * Map of serialized AppendEntries output streams keyed by log index. This is used in conjunction with the
  94      * appendEntriesMessageSlicer for slicing single ReplicatedLogEntry payloads that exceed the message size threshold.
  95      * This Map allows the SharedFileBackedOutputStreams to be reused for multiple followers.
  96      */
  97     private final Map<Long, SharedFileBackedOutputStream> sharedSerializedAppendEntriesStreams = new HashMap<>();
  98     private final MessageSlicer appendEntriesMessageSlicer;
  99
 100     private Cancellable heartbeatSchedule = null;
 101     private Optional<SnapshotHolder> snapshotHolder = Optional.absent();
 102     private int minReplicationCount;
 103
 104     protected AbstractLeader(final RaftActorContext context, final RaftState state,
 105             final @Nullable AbstractLeader initializeFromLeader) {
 106         super(context, state);
 107
 108         appendEntriesMessageSlicer = MessageSlicer.builder().logContext(logName())
 109             .messageSliceSize(context.getConfigParams().getSnapshotChunkSize())
 110             .expireStateAfterInactivity(context.getConfigParams().getElectionTimeOutInterval().toMillis() * 3,
 111                     TimeUnit.MILLISECONDS).build();
 112
 113         if (initializeFromLeader != null) {
 114             followerToLog.putAll(initializeFromLeader.followerToLog);
 115             snapshotHolder = initializeFromLeader.snapshotHolder;
 116             trackers.addAll(initializeFromLeader.trackers);
 117         } else {
 118             for (PeerInfo peerInfo: context.getPeers()) {
 119                 FollowerLogInformation followerLogInformation = new FollowerLogInformation(peerInfo, context);
 120                 followerToLog.put(peerInfo.getId(), followerLogInformation);
 121             }
 122         }
 123
 124         log.debug("{}: Election: Leader has following peers: {}", logName(), getFollowerIds());
 125
 126         updateMinReplicaCount();
 127
 128         // Immediately schedule a heartbeat
 129         // Upon election: send initial empty AppendEntries RPCs
 130         // (heartbeat) to each server; repeat during idle periods to
 131         // prevent election timeouts (§5.2)
 132         sendAppendEntries(0, false);
 133
 134         // It is important to schedule this heartbeat here
 135         scheduleHeartBeat(context.getConfigParams().getHeartBeatInterval());
 136     }
 137
 138     protected AbstractLeader(final RaftActorContext context, final RaftState state) {
 139         this(context, state, null);
 140     }
 141
 142     /**
 143      * Return an immutable collection of follower identifiers.
 144      *
 145      * @return Collection of follower IDs
 146      */
 147     public final Collection<String> getFollowerIds() {
 148         return followerToLog.keySet();
 149     }
 150
 151     public void addFollower(final String followerId) {
 152         FollowerLogInformation followerLogInformation = new FollowerLogInformation(context.getPeerInfo(followerId),
 153             context);
 154         followerToLog.put(followerId, followerLogInformation);
 155
 156         if (heartbeatSchedule == null) {
 157             scheduleHeartBeat(context.getConfigParams().getHeartBeatInterval());
 158         }
 159     }
 160
 161     public void removeFollower(final String followerId) {
 162         followerToLog.remove(followerId);
 163     }
 164
 165     public void updateMinReplicaCount() {
 166         int numVoting = 0;
 167         for (PeerInfo peer: context.getPeers()) {
 168             if (peer.isVoting()) {
 169                 numVoting++;
 170             }
 171         }
 172
 173         minReplicationCount = getMajorityVoteCount(numVoting);
 174     }
 175
 176     protected int getMinIsolatedLeaderPeerCount() {
 177       //the isolated Leader peer count will be 1 less than the majority vote count.
 178         //this is because the vote count has the self vote counted in it
 179         //for e.g
 180         //0 peers = 1 votesRequired , minIsolatedLeaderPeerCount = 0
 181         //2 peers = 2 votesRequired , minIsolatedLeaderPeerCount = 1
 182         //4 peers = 3 votesRequired, minIsolatedLeaderPeerCount = 2
 183
 184         return minReplicationCount > 0 ? minReplicationCount - 1 : 0;
 185     }
 186
 187     @VisibleForTesting
 188     void setSnapshotHolder(final @Nullable SnapshotHolder snapshotHolder) {
 189         this.snapshotHolder = Optional.fromNullable(snapshotHolder);
 190     }
 191
 192     @VisibleForTesting
 193     boolean hasSnapshot() {
 194         return snapshotHolder.isPresent();
 195     }
 196
 197     @Override
 198     protected RaftActorBehavior handleAppendEntries(final ActorRef sender,
 199         final AppendEntries appendEntries) {
 200
 201         log.debug("{}: handleAppendEntries: {}", logName(), appendEntries);
 202
 203         return this;
 204     }
 205
 206     @Override
 207     protected RaftActorBehavior handleAppendEntriesReply(final ActorRef sender,
 208             final AppendEntriesReply appendEntriesReply) {
 209         log.trace("{}: handleAppendEntriesReply: {}", logName(), appendEntriesReply);
 210
 211         // Update the FollowerLogInformation
 212         String followerId = appendEntriesReply.getFollowerId();
 213         FollowerLogInformation followerLogInformation = followerToLog.get(followerId);
 214
 215         if (followerLogInformation == null) {
 216             log.error("{}: handleAppendEntriesReply - unknown follower {}", logName(), followerId);
 217             return this;
 218         }
 219
 220         final long lastActivityNanos = followerLogInformation.nanosSinceLastActivity();
 221         if (lastActivityNanos > context.getConfigParams().getElectionTimeOutInterval().toNanos()) {
 222             log.warn("{} : handleAppendEntriesReply delayed beyond election timeout, "
 223                     + "appendEntriesReply : {}, timeSinceLastActivity : {}, lastApplied : {}, commitIndex : {}",
 224                     logName(), appendEntriesReply, TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(lastActivityNanos),
 225                     context.getLastApplied(), context.getCommitIndex());
 226         }
 227
 228         followerLogInformation.markFollowerActive();
 229         followerLogInformation.setPayloadVersion(appendEntriesReply.getPayloadVersion());
 230         followerLogInformation.setRaftVersion(appendEntriesReply.getRaftVersion());
 231         followerLogInformation.setNeedsLeaderAddress(appendEntriesReply.isNeedsLeaderAddress());
 232
 233         long followerLastLogIndex = appendEntriesReply.getLogLastIndex();
 234         boolean updated = false;
 235         if (appendEntriesReply.getLogLastIndex() > context.getReplicatedLog().lastIndex()) {
 236             // The follower's log is actually ahead of the leader's log. Normally this doesn't happen
 237             // in raft as a node cannot become leader if it's log is behind another's. However, the
 238             // non-voting semantics deviate a bit from raft. Only voting members participate in
 239             // elections and can become leader so it's possible for a non-voting follower to be ahead
 240             // of the leader. This can happen if persistence is disabled and all voting members are
 241             // restarted. In this case, the voting leader will start out with an empty log however
 242             // the non-voting followers still retain the previous data in memory. On the first
 243             // AppendEntries, the non-voting follower returns a successful reply b/c the prevLogIndex
 244             // sent by the leader is -1 and thus the integrity checks pass. However the follower's returned
 245             // lastLogIndex may be higher in which case we want to reset the follower by installing a
 246             // snapshot. It's also possible that the follower's last log index is behind the leader's.
 247             // However in this case the log terms won't match and the logs will conflict - this is handled
 248             // elsewhere.
 249             log.info("{}: handleAppendEntriesReply: follower {} lastIndex {} is ahead of our lastIndex {} "
 250                     + "(snapshotIndex {}, snapshotTerm {}) - forcing install snaphot", logName(),
 251                     followerLogInformation.getId(), appendEntriesReply.getLogLastIndex(),
 252                     context.getReplicatedLog().lastIndex(), context.getReplicatedLog().getSnapshotIndex(),
 253                     context.getReplicatedLog().getSnapshotTerm());
 254
 255             followerLogInformation.setMatchIndex(-1);
 256             followerLogInformation.setNextIndex(-1);
 257
 258             initiateCaptureSnapshot(followerId);
 259
 260             updated = true;
 261         } else if (appendEntriesReply.isSuccess()) {
 262             long followersLastLogTermInLeadersLog = getLogEntryTerm(followerLastLogIndex);
 263             if (followerLastLogIndex >= 0 && followersLastLogTermInLeadersLog >= 0
 264                     && followersLastLogTermInLeadersLog != appendEntriesReply.getLogLastTerm()) {
 265                 // The follower's last entry is present in the leader's journal but the terms don't match so the
 266                 // follower has a conflicting entry. Since the follower didn't report that it's out of sync, this means
 267                 // either the previous leader entry sent didn't conflict or the previous leader entry is in the snapshot
 268                 // and no longer in the journal. Either way, we set the follower's next index to 1 less than the last
 269                 // index reported by the follower. For the former case, the leader will send all entries starting with
 270                 // the previous follower's index and the follower will remove and replace the conflicting entries as
 271                 // needed. For the latter, the leader will initiate an install snapshot.
 272
 273                 followerLogInformation.setNextIndex(followerLastLogIndex - 1);
 274                 updated = true;
 275
 276                 log.info("{}: handleAppendEntriesReply: follower {} last log term {} for index {} conflicts with the "
 277                         + "leader's {} - set the follower's next index to {}", logName(),
 278                         followerId, appendEntriesReply.getLogLastTerm(), appendEntriesReply.getLogLastIndex(),
 279                         followersLastLogTermInLeadersLog, followerLogInformation.getNextIndex());
 280             } else {
 281                 updated = updateFollowerLogInformation(followerLogInformation, appendEntriesReply);
 282             }
 283         } else {
 284             log.info("{}: handleAppendEntriesReply - received unsuccessful reply: {}, leader snapshotIndex: {}, "
 285                     + "snapshotTerm: {}, replicatedToAllIndex: {}", logName(), appendEntriesReply,
 286                     context.getReplicatedLog().getSnapshotIndex(), context.getReplicatedLog().getSnapshotTerm(),
 287                     getReplicatedToAllIndex());
 288
 289             long followersLastLogTermInLeadersLogOrSnapshot = getLogEntryOrSnapshotTerm(followerLastLogIndex);
 290             if (appendEntriesReply.isForceInstallSnapshot()) {
 291                 // Reset the followers match and next index. This is to signal that this follower has nothing
 292                 // in common with this Leader and so would require a snapshot to be installed
 293                 followerLogInformation.setMatchIndex(-1);
 294                 followerLogInformation.setNextIndex(-1);
 295
 296                 // Force initiate a snapshot capture
 297                 initiateCaptureSnapshot(followerId);
 298             } else if (followerLastLogIndex < 0 || followersLastLogTermInLeadersLogOrSnapshot >= 0
 299                     && followersLastLogTermInLeadersLogOrSnapshot == appendEntriesReply.getLogLastTerm()) {
 300                 // The follower's log is empty or the follower's last entry is present in the leader's journal or
 301                 // snapshot and the terms match so the follower is just behind the leader's journal from the last
 302                 // snapshot, if any. We'll catch up the follower quickly by starting at the follower's last log index.
 303
 304                 updated = updateFollowerLogInformation(followerLogInformation, appendEntriesReply);
 305
 306                 log.info("{}: follower {} appears to be behind the leader from the last snapshot - "
 307                     + "updated: matchIndex: {}, nextIndex: {}", logName(), followerId,
 308                     followerLogInformation.getMatchIndex(), followerLogInformation.getNextIndex());
 309             } else {
 310                 // The follower's log conflicts with leader's log so decrement follower's next index
 311                 // in an attempt to find where the logs match.
 312                 if (followerLogInformation.decrNextIndex(appendEntriesReply.getLogLastIndex())) {
 313                     updated = true;
 314
 315                     log.info("{}: follower {} last log term {} conflicts with the leader's {} - dec next index to {}",
 316                             logName(), followerId, appendEntriesReply.getLogLastTerm(),
 317                             followersLastLogTermInLeadersLogOrSnapshot, followerLogInformation.getNextIndex());
 318                 }
 319             }
 320         }
 321
 322         if (log.isTraceEnabled()) {
 323             log.trace("{}: handleAppendEntriesReply from {}: commitIndex: {}, lastAppliedIndex: {}, currentTerm: {}",
 324                     logName(), followerId, context.getCommitIndex(), context.getLastApplied(), currentTerm());
 325         }
 326
 327         possiblyUpdateCommitIndex();
 328
 329         //Send the next log entry immediately, if possible, no need to wait for heartbeat to trigger that event
 330         sendUpdatesToFollower(followerId, followerLogInformation, false, !updated);
 331
 332         return this;
 333     }
 334
 335     private void possiblyUpdateCommitIndex() {
 336         // Figure out if we can update the the commitIndex as follows:
 337         //   If there exists an index N such that N > commitIndex, a majority of matchIndex[i] ≥ N,
 338         //     and log[N].term == currentTerm:
 339         //   set commitIndex = N (§5.3, §5.4).
 340         for (long index = context.getCommitIndex() + 1; ; index++) {
 341             ReplicatedLogEntry replicatedLogEntry = context.getReplicatedLog().get(index);
 342             if (replicatedLogEntry == null) {
 343                 log.trace("{}: ReplicatedLogEntry not found for index {} - snapshotIndex: {}, journal size: {}",
 344                         logName(), index, context.getReplicatedLog().getSnapshotIndex(),
 345                         context.getReplicatedLog().size());
 346                 break;
 347             }
 348
 349             // Count our entry if it has been persisted.
 350             int replicatedCount = replicatedLogEntry.isPersistencePending() ? 0 : 1;
 351
 352             if (replicatedCount == 0) {
 353                 // We don't commit and apply a log entry until we've gotten the ack from our local persistence,
 354                 // even though there *shouldn't* be any issue with updating the commit index if we get a consensus
 355                 // amongst the followers w/o the local persistence ack.
 356                 break;
 357             }
 358
 359             log.trace("{}: checking Nth index {}", logName(), index);
 360             for (FollowerLogInformation info : followerToLog.values()) {
 361                 final PeerInfo peerInfo = context.getPeerInfo(info.getId());
 362                 if (info.getMatchIndex() >= index && peerInfo != null && peerInfo.isVoting()) {
 363                     replicatedCount++;
 364                 } else if (log.isTraceEnabled()) {
 365                     log.trace("{}: Not counting follower {} - matchIndex: {}, {}", logName(), info.getId(),
 366                             info.getMatchIndex(), peerInfo);
 367                 }
 368             }
 369
 370             if (log.isTraceEnabled()) {
 371                 log.trace("{}: replicatedCount {}, minReplicationCount: {}", logName(), replicatedCount,
 372                         minReplicationCount);
 373             }
 374
 375             if (replicatedCount >= minReplicationCount) {
 376                 // Don't update the commit index if the log entry is from a previous term, as per §5.4.1:
 377                 // "Raft never commits log entries from previous terms by counting replicas".
 378                 // However we keep looping so we can make progress when new entries in the current term
 379                 // reach consensus, as per §5.4.1: "once an entry from the current term is committed by
 380                 // counting replicas, then all prior entries are committed indirectly".
 381                 if (replicatedLogEntry.getTerm() == currentTerm()) {
 382                     log.trace("{}: Setting commit index to {}", logName(), index);
 383                     context.setCommitIndex(index);
 384                 } else {
 385                     log.debug("{}: Not updating commit index to {} - retrieved log entry with index {}, "
 386                             + "term {} does not match the current term {}", logName(), index,
 387                             replicatedLogEntry.getIndex(), replicatedLogEntry.getTerm(), currentTerm());
 388                 }
 389             } else {
 390                 log.trace("{}: minReplicationCount not reached, actual {} - breaking", logName(), replicatedCount);
 391                 break;
 392             }
 393         }
 394
 395         // Apply the change to the state machine
 396         if (context.getCommitIndex() > context.getLastApplied()) {
 397             log.debug("{}: Applying to log - commitIndex: {}, lastAppliedIndex: {}", logName(),
 398                     context.getCommitIndex(), context.getLastApplied());
 399
 400             applyLogToStateMachine(context.getCommitIndex());
 401         }
 402
 403         if (!context.getSnapshotManager().isCapturing()) {
 404             purgeInMemoryLog();
 405         }
 406     }
 407
 408     private boolean updateFollowerLogInformation(final FollowerLogInformation followerLogInformation,
 409             final AppendEntriesReply appendEntriesReply) {
 410         boolean updated = followerLogInformation.setMatchIndex(appendEntriesReply.getLogLastIndex());
 411         updated = followerLogInformation.setNextIndex(appendEntriesReply.getLogLastIndex() + 1) || updated;
 412
 413         if (updated && log.isDebugEnabled()) {
 414             log.debug(
 415                 "{}: handleAppendEntriesReply - FollowerLogInformation for {} updated: matchIndex: {}, nextIndex: {}",
 416                 logName(), followerLogInformation.getId(), followerLogInformation.getMatchIndex(),
 417                 followerLogInformation.getNextIndex());
 418         }
 419         return updated;
 420     }
 421
 422     private void purgeInMemoryLog() {
 423         //find the lowest index across followers which has been replicated to all.
 424         // lastApplied if there are no followers, so that we keep clearing the log for single-node
 425         // we would delete the in-mem log from that index on, in-order to minimize mem usage
 426         // we would also share this info thru AE with the followers so that they can delete their log entries as well.
 427         long minReplicatedToAllIndex = followerToLog.isEmpty() ? context.getLastApplied() : Long.MAX_VALUE;
 428         for (FollowerLogInformation info : followerToLog.values()) {
 429             minReplicatedToAllIndex = Math.min(minReplicatedToAllIndex, info.getMatchIndex());
 430         }
 431
 432         super.performSnapshotWithoutCapture(minReplicatedToAllIndex);
 433     }
 434
 435     @Override
 436     protected ClientRequestTracker removeClientRequestTracker(final long logIndex) {
 437         final Iterator<ClientRequestTracker> it = trackers.iterator();
 438         while (it.hasNext()) {
 439             final ClientRequestTracker t = it.next();
 440             if (t.getIndex() == logIndex) {
 441                 it.remove();
 442                 return t;
 443             }
 444         }
 445
 446         return null;
 447     }
 448
 449     @Override
 450     protected RaftActorBehavior handleRequestVoteReply(final ActorRef sender,
 451         final RequestVoteReply requestVoteReply) {
 452         return this;
 453     }
 454
 455     protected void beforeSendHeartbeat(){}
 456
 457     @Override
 458     public RaftActorBehavior handleMessage(final ActorRef sender, final Object message) {
 459         requireNonNull(sender, "sender should not be null");
 460
 461         if (appendEntriesMessageSlicer.handleMessage(message)) {
 462             return this;
 463         }
 464
 465         if (message instanceof RaftRPC) {
 466             RaftRPC rpc = (RaftRPC) message;
 467             // If RPC request or response contains term T > currentTerm:
 468             // set currentTerm = T, convert to follower (§5.1)
 469             // This applies to all RPC messages and responses
 470             if (rpc.getTerm() > context.getTermInformation().getCurrentTerm()) {
 471                 log.info("{}: Term {} in \"{}\" message is greater than leader's term {} - switching to Follower",
 472                         logName(), rpc.getTerm(), rpc, context.getTermInformation().getCurrentTerm());
 473
 474                 context.getTermInformation().updateAndPersist(rpc.getTerm(), null);
 475
 476                 // This is a special case. Normally when stepping down as leader we don't process and reply to the
 477                 // RaftRPC as per raft. But if we're in the process of transferring leadership and we get a
 478                 // RequestVote, process the RequestVote before switching to Follower. This enables the requesting
 479                 // candidate node to be elected the leader faster and avoids us possibly timing out in the Follower
 480                 // state and starting a new election and grabbing leadership back before the other candidate node can
 481                 // start a new election due to lack of responses. This case would only occur if there isn't a majority
 482                 // of other nodes available that can elect the requesting candidate. Since we're transferring
 483                 // leadership, we should make every effort to get the requesting node elected.
 484                 if (message instanceof RequestVote && context.getRaftActorLeadershipTransferCohort() != null) {
 485                     log.debug("{}: Leadership transfer in progress - processing RequestVote", logName());
 486                     super.handleMessage(sender, message);
 487                 }
 488
 489                 return internalSwitchBehavior(RaftState.Follower);
 490             }
 491         }
 492
 493         if (message instanceof SendHeartBeat) {
 494             beforeSendHeartbeat();
 495             sendHeartBeat();
 496             scheduleHeartBeat(context.getConfigParams().getHeartBeatInterval());
 497         } else if (message instanceof SendInstallSnapshot) {
 498             SendInstallSnapshot sendInstallSnapshot = (SendInstallSnapshot) message;
 499             setSnapshotHolder(new SnapshotHolder(sendInstallSnapshot.getSnapshot(),
 500                 sendInstallSnapshot.getSnapshotBytes()));
 501             sendInstallSnapshot();
 502         } else if (message instanceof Replicate) {
 503             replicate((Replicate) message);
 504         } else if (message instanceof InstallSnapshotReply) {
 505             handleInstallSnapshotReply((InstallSnapshotReply) message);
 506         } else if (message instanceof CheckConsensusReached) {
 507             possiblyUpdateCommitIndex();
 508         } else {
 509             return super.handleMessage(sender, message);
 510         }
 511
 512         return this;
 513     }
 514
 515     @SuppressFBWarnings(value = "NP_NULL_PARAM_DEREF_ALL_TARGETS_DANGEROUS",
 516             justification = "JDT nullness with SpotBugs at setSnapshotHolder(null)")
 517     private void handleInstallSnapshotReply(final InstallSnapshotReply reply) {
 518         log.debug("{}: handleInstallSnapshotReply: {}", logName(), reply);
 519
 520         String followerId = reply.getFollowerId();
 521         FollowerLogInformation followerLogInformation = followerToLog.get(followerId);
 522         if (followerLogInformation == null) {
 523             // This can happen during AddServer if it times out.
 524             log.error("{}: FollowerLogInformation not found for follower {} in InstallSnapshotReply",
 525                     logName(), followerId);
 526             return;
 527         }
 528
 529         LeaderInstallSnapshotState installSnapshotState = followerLogInformation.getInstallSnapshotState();
 530         if (installSnapshotState == null) {
 531             log.error("{}: LeaderInstallSnapshotState not found for follower {} in InstallSnapshotReply",
 532                     logName(), followerId);
 533             return;
 534         }
 535
 536         installSnapshotState.resetChunkTimer();
 537         followerLogInformation.markFollowerActive();
 538
 539         if (installSnapshotState.getChunkIndex() == reply.getChunkIndex()) {
 540             boolean wasLastChunk = false;
 541             if (reply.isSuccess()) {
 542                 if (installSnapshotState.isLastChunk(reply.getChunkIndex())) {
 543                     //this was the last chunk reply
 544
 545                     long followerMatchIndex = snapshotHolder.get().getLastIncludedIndex();
 546                     followerLogInformation.setMatchIndex(followerMatchIndex);
 547                     followerLogInformation.setNextIndex(followerMatchIndex + 1);
 548                     followerLogInformation.clearLeaderInstallSnapshotState();
 549
 550                     log.info("{}: Snapshot successfully installed on follower {} (last chunk {}) - "
 551                         + "matchIndex set to {}, nextIndex set to {}", logName(), followerId, reply.getChunkIndex(),
 552                         followerLogInformation.getMatchIndex(), followerLogInformation.getNextIndex());
 553
 554                     if (!anyFollowersInstallingSnapshot()) {
 555                         // once there are no pending followers receiving snapshots
 556                         // we can remove snapshot from the memory
 557                         setSnapshotHolder(null);
 558                     }
 559
 560                     wasLastChunk = true;
 561                     if (context.getPeerInfo(followerId).getVotingState() == VotingState.VOTING_NOT_INITIALIZED) {
 562                         UnInitializedFollowerSnapshotReply unInitFollowerSnapshotSuccess =
 563                                              new UnInitializedFollowerSnapshotReply(followerId);
 564                         context.getActor().tell(unInitFollowerSnapshotSuccess, context.getActor());
 565                         log.debug("Sent message UnInitializedFollowerSnapshotReply to self");
 566                     }
 567                 } else {
 568                     installSnapshotState.markSendStatus(true);
 569                 }
 570             } else {
 571                 log.warn("{}: Received failed InstallSnapshotReply - will retry: {}", logName(), reply);
 572
 573                 installSnapshotState.markSendStatus(false);
 574             }
 575
 576             if (wasLastChunk) {
 577                 if (!context.getSnapshotManager().isCapturing()) {
 578                     // Since the follower is now caught up try to purge the log.
 579                     purgeInMemoryLog();
 580                 }
 581             } else {
 582                 ActorSelection followerActor = context.getPeerActorSelection(followerId);
 583                 if (followerActor != null) {
 584                     sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInformation);
 585                 }
 586             }
 587
 588         } else {
 589             log.error("{}: Chunk index {} in InstallSnapshotReply from follower {} does not match expected index {}",
 590                     logName(), reply.getChunkIndex(), followerId,
 591                     installSnapshotState.getChunkIndex());
 592
 593             if (reply.getChunkIndex() == LeaderInstallSnapshotState.INVALID_CHUNK_INDEX) {
 594                 // Since the Follower did not find this index to be valid we should reset the follower snapshot
 595                 // so that Installing the snapshot can resume from the beginning
 596                 installSnapshotState.reset();
 597             }
 598         }
 599     }
 600
 601     private boolean anyFollowersInstallingSnapshot() {
 602         for (FollowerLogInformation info: followerToLog.values()) {
 603             if (info.getInstallSnapshotState() != null) {
 604                 return true;
 605             }
 606
 607         }
 608
 609         return false;
 610     }
 611
 612     private void replicate(final Replicate replicate) {
 613         long logIndex = replicate.getReplicatedLogEntry().getIndex();
 614
 615         log.debug("{}: Replicate message: identifier: {}, logIndex: {}, payload: {}, isSendImmediate: {}", logName(),
 616                 replicate.getIdentifier(), logIndex, replicate.getReplicatedLogEntry().getData().getClass(),
 617                 replicate.isSendImmediate());
 618
 619         // Create a tracker entry we will use this later to notify the
 620         // client actor
 621         if (replicate.getClientActor() != null) {
 622             trackers.add(new ClientRequestTrackerImpl(replicate.getClientActor(), replicate.getIdentifier(),
 623                     logIndex));
 624         }
 625
 626         boolean applyModificationToState = !context.anyVotingPeers()
 627                 || context.getRaftPolicy().applyModificationToStateBeforeConsensus();
 628
 629         if (applyModificationToState) {
 630             context.setCommitIndex(logIndex);
 631             applyLogToStateMachine(logIndex);
 632         }
 633
 634         if (replicate.isSendImmediate() && !followerToLog.isEmpty()) {
 635             sendAppendEntries(0, false);
 636         }
 637     }
 638
 639     protected void sendAppendEntries(final long timeSinceLastActivityIntervalNanos, final boolean isHeartbeat) {
 640         // Send an AppendEntries to all followers
 641         for (Entry<String, FollowerLogInformation> e : followerToLog.entrySet()) {
 642             final String followerId = e.getKey();
 643             final FollowerLogInformation followerLogInformation = e.getValue();
 644             // This checks helps not to send a repeat message to the follower
 645             if (!followerLogInformation.isFollowerActive()
 646                     || followerLogInformation.nanosSinceLastActivity() >= timeSinceLastActivityIntervalNanos) {
 647                 sendUpdatesToFollower(followerId, followerLogInformation, true, isHeartbeat);
 648             }
 649         }
 650     }
 651
 652     /**
 653      * This method checks if any update needs to be sent to the given follower. This includes append log entries,
 654      * sending next snapshot chunk, and initiating a snapshot.
 655      */
 656     private void sendUpdatesToFollower(final String followerId, final FollowerLogInformation followerLogInformation,
 657                                        final boolean sendHeartbeat, final boolean isHeartbeat) {
 658
 659         ActorSelection followerActor = context.getPeerActorSelection(followerId);
 660         if (followerActor != null) {
 661             long followerNextIndex = followerLogInformation.getNextIndex();
 662             boolean isFollowerActive = followerLogInformation.isFollowerActive();
 663             boolean sendAppendEntries = false;
 664             List<ReplicatedLogEntry> entries = Collections.emptyList();
 665
 666             LeaderInstallSnapshotState installSnapshotState = followerLogInformation.getInstallSnapshotState();
 667             if (installSnapshotState != null) {
 668
 669                 // if install snapshot is in process , then sent next chunk if possible
 670                 if (isFollowerActive) {
 671                     // 30 seconds with default settings, can be modified via heartbeat or election timeout factor
 672                     FiniteDuration snapshotReplyTimeout = context.getConfigParams().getHeartBeatInterval()
 673                             .$times(context.getConfigParams().getElectionTimeoutFactor() * 3);
 674
 675                     if (installSnapshotState.isChunkTimedOut(snapshotReplyTimeout)) {
 676                         sendAppendEntries = !resendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInformation);
 677                     } else if (installSnapshotState.canSendNextChunk()) {
 678                         sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInformation);
 679                     }
 680                 } else if (sendHeartbeat) {
 681                     // we send a heartbeat even if we have not received a reply for the last chunk
 682                     sendAppendEntries = true;
 683                 }
 684             } else if (followerLogInformation.isLogEntrySlicingInProgress()) {
 685                 sendAppendEntries = sendHeartbeat;
 686             } else {
 687                 long leaderLastIndex = context.getReplicatedLog().lastIndex();
 688                 long leaderSnapShotIndex = context.getReplicatedLog().getSnapshotIndex();
 689
 690                 if (!isHeartbeat && log.isDebugEnabled() || log.isTraceEnabled()) {
 691                     log.debug("{}: Checking sendAppendEntries for follower {}: active: {}, followerNextIndex: {}, "
 692                             + "leaderLastIndex: {}, leaderSnapShotIndex: {}", logName(), followerId, isFollowerActive,
 693                             followerNextIndex, leaderLastIndex, leaderSnapShotIndex);
 694                 }
 695
 696                 if (isFollowerActive && context.getReplicatedLog().isPresent(followerNextIndex)) {
 697
 698                     log.debug("{}: sendAppendEntries: {} is present for follower {}", logName(),
 699                             followerNextIndex, followerId);
 700
 701                     if (followerLogInformation.okToReplicate()) {
 702                         entries = getEntriesToSend(followerLogInformation, followerActor);
 703                         sendAppendEntries = true;
 704                     }
 705                 } else if (isFollowerActive && followerNextIndex >= 0
 706                         && leaderLastIndex > followerNextIndex && !context.getSnapshotManager().isCapturing()) {
 707                     // if the followers next index is not present in the leaders log, and
 708                     // if the follower is just not starting and if leader's index is more than followers index
 709                     // then snapshot should be sent
 710
 711                     // Send heartbeat to follower whenever install snapshot is initiated.
 712                     sendAppendEntries = true;
 713                     if (canInstallSnapshot(followerNextIndex)) {
 714                         log.info("{}: Initiating install snapshot to follower {}: follower nextIndex: {}, leader "
 715                                 + "snapshotIndex: {}, leader lastIndex: {}, leader log size: {}", logName(), followerId,
 716                                 followerNextIndex, leaderSnapShotIndex, leaderLastIndex,
 717                                 context.getReplicatedLog().size());
 718
 719                         initiateCaptureSnapshot(followerId);
 720                     } else {
 721                         // It doesn't seem like we should ever reach here - most likely indicates sonething is
 722                         // wrong.
 723                         log.info("{}: Follower {} is behind but cannot install snapshot: follower nextIndex: {}, "
 724                                 + "leader snapshotIndex: {}, leader lastIndex: {}, leader log size: {}", logName(),
 725                                 followerId, followerNextIndex, leaderSnapShotIndex, leaderLastIndex,
 726                                 context.getReplicatedLog().size());
 727                     }
 728
 729                 } else if (sendHeartbeat) {
 730                     // we send an AppendEntries, even if the follower is inactive
 731                     // in-order to update the followers timestamp, in case it becomes active again
 732                     sendAppendEntries = true;
 733                 }
 734
 735             }
 736
 737             if (sendAppendEntries) {
 738                 sendAppendEntriesToFollower(followerActor, entries, followerLogInformation);
 739             }
 740         }
 741     }
 742
 743     private List<ReplicatedLogEntry> getEntriesToSend(final FollowerLogInformation followerLogInfo,
 744             final ActorSelection followerActor) {
 745         // Try to get all the entries in the journal but not exceeding the max data size for a single AppendEntries
 746         // message.
 747         int maxEntries = (int) context.getReplicatedLog().size();
 748         final int maxDataSize = context.getConfigParams().getSnapshotChunkSize();
 749         final long followerNextIndex = followerLogInfo.getNextIndex();
 750         List<ReplicatedLogEntry> entries = context.getReplicatedLog().getFrom(followerNextIndex,
 751                 maxEntries, maxDataSize);
 752
 753         // If the first entry's size exceeds the max data size threshold, it will be returned from the call above. If
 754         // that is the case, then we need to slice it into smaller chunks.
 755         if (!(entries.size() == 1 && entries.get(0).getData().size() > maxDataSize)) {
 756             // Don't need to slice.
 757             return entries;
 758         }
 759
 760         log.debug("{}: Log entry size {} exceeds max payload size {}", logName(), entries.get(0).getData().size(),
 761                 maxDataSize);
 762
 763         // If an AppendEntries has already been serialized for the log index then reuse the
 764         // SharedFileBackedOutputStream.
 765         final Long logIndex = entries.get(0).getIndex();
 766         SharedFileBackedOutputStream fileBackedStream = sharedSerializedAppendEntriesStreams.get(logIndex);
 767         if (fileBackedStream == null) {
 768             fileBackedStream = context.getFileBackedOutputStreamFactory().newSharedInstance();
 769
 770             final AppendEntries appendEntries = new AppendEntries(currentTerm(), context.getId(),
 771                     getLogEntryIndex(followerNextIndex - 1), getLogEntryTerm(followerNextIndex - 1), entries,
 772                     context.getCommitIndex(), getReplicatedToAllIndex(), context.getPayloadVersion());
 773
 774             log.debug("{}: Serializing {} for slicing for follower {}", logName(), appendEntries,
 775                     followerLogInfo.getId());
 776
 777             try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileBackedStream)) {
 778                 out.writeObject(appendEntries);
 779             } catch (IOException e) {
 780                 log.error("{}: Error serializing {}", logName(), appendEntries, e);
 781                 fileBackedStream.cleanup();
 782                 return Collections.emptyList();
 783             }
 784
 785             sharedSerializedAppendEntriesStreams.put(logIndex, fileBackedStream);
 786
 787             fileBackedStream.setOnCleanupCallback(index -> {
 788                 log.debug("{}: On SharedFileBackedOutputStream cleanup for index {}", logName(), index);
 789                 sharedSerializedAppendEntriesStreams.remove(index);
 790             }, logIndex);
 791         } else {
 792             log.debug("{}: Reusing SharedFileBackedOutputStream for follower {}", logName(), followerLogInfo.getId());
 793             fileBackedStream.incrementUsageCount();
 794         }
 795
 796         log.debug("{}: Slicing stream for index {}, follower {}", logName(), logIndex, followerLogInfo.getId());
 797
 798         // Record that slicing is in progress for the follower.
 799         followerLogInfo.setSlicedLogEntryIndex(logIndex);
 800
 801         final FollowerIdentifier identifier = new FollowerIdentifier(followerLogInfo.getId());
 802         appendEntriesMessageSlicer.slice(SliceOptions.builder().identifier(identifier)
 803                 .fileBackedOutputStream(fileBackedStream).sendTo(followerActor).replyTo(actor())
 804                 .onFailureCallback(failure -> {
 805                     log.error("{}: Error slicing AppendEntries for follower {}", logName(),
 806                             followerLogInfo.getId(), failure);
 807                     followerLogInfo.setSlicedLogEntryIndex(FollowerLogInformation.NO_INDEX);
 808                 }).build());
 809
 810         return Collections.emptyList();
 811     }
 812
 813     private void sendAppendEntriesToFollower(final ActorSelection followerActor, final List<ReplicatedLogEntry> entries,
 814             final FollowerLogInformation followerLogInformation) {
 815         // In certain cases outlined below we don't want to send the actual commit index to prevent the follower from
 816         // possibly committing and applying conflicting entries (those with same index, different term) from a prior
 817         // term that weren't replicated to a majority, which would be a violation of raft.
 818         //     - if the follower isn't active. In this case we don't know the state of the follower and we send an
 819         //       empty AppendEntries as a heart beat to prevent election.
 820         //     - if we're in the process of installing a snapshot. In this case we don't send any new entries but still
 821         //       need to send AppendEntries to prevent election.
 822         //     - if we're in the process of slicing an AppendEntries with a large log entry payload. In this case we
 823         //       need to send an empty AppendEntries to prevent election.
 824         boolean isInstallingSnaphot = followerLogInformation.getInstallSnapshotState() != null;
 825         long leaderCommitIndex = isInstallingSnaphot || followerLogInformation.isLogEntrySlicingInProgress()
 826                 || !followerLogInformation.isFollowerActive() ? -1 : context.getCommitIndex();
 827
 828         long followerNextIndex = followerLogInformation.getNextIndex();
 829         AppendEntries appendEntries = new AppendEntries(currentTerm(), context.getId(),
 830             getLogEntryIndex(followerNextIndex - 1),
 831             getLogEntryTerm(followerNextIndex - 1), entries,
 832             leaderCommitIndex, super.getReplicatedToAllIndex(), context.getPayloadVersion(),
 833             followerLogInformation.getRaftVersion(), followerLogInformation.needsLeaderAddress(getId()));
 834
 835         if (!entries.isEmpty() || log.isTraceEnabled()) {
 836             log.debug("{}: Sending AppendEntries to follower {}: {}", logName(), followerLogInformation.getId(),
 837                     appendEntries);
 838         }
 839
 840         followerActor.tell(appendEntries, actor());
 841     }
 842
 843     /**
 844      * Initiates a snapshot capture to install on a follower.
 845      *
 846      * <p>
 847      * Install Snapshot works as follows
 848      *   1. Leader initiates the capture snapshot by calling createSnapshot on the RaftActor.
 849      *   2. On receipt of the CaptureSnapshotReply message, the RaftActor persists the snapshot and makes a call to
 850      *      the Leader's handleMessage with a SendInstallSnapshot message.
 851      *   3. The Leader obtains and stores the Snapshot from the SendInstallSnapshot message and sends it in chunks to
 852      *      the Follower via InstallSnapshot messages.
 853      *   4. For each chunk, the Follower sends back an InstallSnapshotReply.
 854      *   5. On receipt of the InstallSnapshotReply for the last chunk, the Leader marks the install complete for that
 855      *      follower.
 856      *   6. If another follower requires a snapshot and a snapshot has been collected (via SendInstallSnapshot)
 857      *      then send the existing snapshot in chunks to the follower.
 858      *
 859      * @param followerId the id of the follower.
 860      * @return true if capture was initiated, false otherwise.
 861      */
 862     public boolean initiateCaptureSnapshot(final String followerId) {
 863         FollowerLogInformation followerLogInfo = followerToLog.get(followerId);
 864         if (snapshotHolder.isPresent()) {
 865             // If a snapshot is present in the memory, most likely another install is in progress no need to capture
 866             // snapshot. This could happen if another follower needs an install when one is going on.
 867             final ActorSelection followerActor = context.getPeerActorSelection(followerId);
 868
 869             // Note: sendSnapshotChunk will set the LeaderInstallSnapshotState.
 870             sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInfo);
 871             return true;
 872         }
 873
 874         boolean captureInitiated = context.getSnapshotManager().captureToInstall(context.getReplicatedLog().last(),
 875             this.getReplicatedToAllIndex(), followerId);
 876         if (captureInitiated) {
 877             followerLogInfo.setLeaderInstallSnapshotState(new LeaderInstallSnapshotState(
 878                 context.getConfigParams().getSnapshotChunkSize(), logName()));
 879         }
 880
 881         return captureInitiated;
 882     }
 883
 884     private boolean canInstallSnapshot(final long nextIndex) {
 885         // If the follower's nextIndex is -1 then we might as well send it a snapshot
 886         // Otherwise send it a snapshot only if the nextIndex is not present in the log but is present
 887         // in the snapshot
 888         return nextIndex == -1 || !context.getReplicatedLog().isPresent(nextIndex)
 889                 && context.getReplicatedLog().isInSnapshot(nextIndex);
 890
 891     }
 892
 893
 894     private void sendInstallSnapshot() {
 895         log.debug("{}: sendInstallSnapshot", logName());
 896         for (Entry<String, FollowerLogInformation> e : followerToLog.entrySet()) {
 897             String followerId = e.getKey();
 898             ActorSelection followerActor = context.getPeerActorSelection(followerId);
 899             FollowerLogInformation followerLogInfo = e.getValue();
 900
 901             if (followerActor != null) {
 902                 long nextIndex = followerLogInfo.getNextIndex();
 903                 if (followerLogInfo.getInstallSnapshotState() != null
 904                         || context.getPeerInfo(followerId).getVotingState() == VotingState.VOTING_NOT_INITIALIZED
 905                         || canInstallSnapshot(nextIndex)) {
 906                     sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInfo);
 907                 }
 908             }
 909         }
 910     }
 911
 912     /**
 913      *  Sends a snapshot chunk to a given follower
 914      *  InstallSnapshot should qualify as a heartbeat too.
 915      */
 916     private void sendSnapshotChunk(final ActorSelection followerActor, final FollowerLogInformation followerLogInfo) {
 917         if (snapshotHolder.isPresent()) {
 918             LeaderInstallSnapshotState installSnapshotState = followerLogInfo.getInstallSnapshotState();
 919             if (installSnapshotState == null) {
 920                 installSnapshotState = new LeaderInstallSnapshotState(context.getConfigParams().getSnapshotChunkSize(),
 921                         logName());
 922                 followerLogInfo.setLeaderInstallSnapshotState(installSnapshotState);
 923             }
 924
 925             try {
 926                 // Ensure the snapshot bytes are set - this is a no-op.
 927                 installSnapshotState.setSnapshotBytes(snapshotHolder.get().getSnapshotBytes());
 928
 929                 if (!installSnapshotState.canSendNextChunk()) {
 930                     return;
 931                 }
 932
 933                 byte[] nextSnapshotChunk = installSnapshotState.getNextChunk();
 934
 935                 log.debug("{}: next snapshot chunk size for follower {}: {}", logName(), followerLogInfo.getId(),
 936                         nextSnapshotChunk.length);
 937
 938                 int nextChunkIndex = installSnapshotState.incrementChunkIndex();
 939                 Optional<ServerConfigurationPayload> serverConfig = Optional.absent();
 940                 if (installSnapshotState.isLastChunk(nextChunkIndex)) {
 941                     serverConfig = Optional.fromNullable(context.getPeerServerInfo(true));
 942                 }
 943
 944                 sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInfo, nextSnapshotChunk, nextChunkIndex, serverConfig);
 945
 946             } catch (IOException e) {
 947                 throw new RuntimeException(e);
 948             }
 949
 950             log.debug("{}: InstallSnapshot sent to follower {}, Chunk: {}/{}", logName(), followerActor.path(),
 951                 installSnapshotState.getChunkIndex(), installSnapshotState.getTotalChunks());
 952         }
 953     }
 954
 955     private void sendSnapshotChunk(final ActorSelection followerActor, final FollowerLogInformation followerLogInfo,
 956                                    final byte[] snapshotChunk, final int chunkIndex,
 957                                    final Optional<ServerConfigurationPayload> serverConfig) {
 958         LeaderInstallSnapshotState installSnapshotState = followerLogInfo.getInstallSnapshotState();
 959
 960         installSnapshotState.startChunkTimer();
 961         followerActor.tell(
 962                 new InstallSnapshot(currentTerm(), context.getId(),
 963                         snapshotHolder.get().getLastIncludedIndex(),
 964                         snapshotHolder.get().getLastIncludedTerm(),
 965                         snapshotChunk,
 966                         chunkIndex,
 967                         installSnapshotState.getTotalChunks(),
 968                         Optional.of(installSnapshotState.getLastChunkHashCode()),
 969                         serverConfig
 970                 ).toSerializable(followerLogInfo.getRaftVersion()),
 971                 actor()
 972         );
 973     }
 974
 975     private boolean resendSnapshotChunk(final ActorSelection followerActor,
 976                                         final FollowerLogInformation followerLogInfo) {
 977         if (!snapshotHolder.isPresent()) {
 978             // Seems like we should never hit this case, but just in case we do, reset the snapshot progress so that it
 979             // can restart from the next AppendEntries.
 980             log.warn("{}: Attempting to resend snapshot with no snapshot holder present.", logName());
 981             followerLogInfo.clearLeaderInstallSnapshotState();
 982             return false;
 983         }
 984
 985         LeaderInstallSnapshotState installSnapshotState = followerLogInfo.getInstallSnapshotState();
 986         // we are resending, timer needs to be reset
 987         installSnapshotState.resetChunkTimer();
 988         installSnapshotState.markSendStatus(false);
 989
 990         sendSnapshotChunk(followerActor, followerLogInfo);
 991
 992         return true;
 993     }
 994
 995     private void sendHeartBeat() {
 996         if (!followerToLog.isEmpty()) {
 997             log.trace("{}: Sending heartbeat", logName());
 998             sendAppendEntries(context.getConfigParams().getHeartBeatInterval().toNanos(), true);
 999
1000             appendEntriesMessageSlicer.checkExpiredSlicedMessageState();
1001         }
1002     }
1003
1004     private void stopHeartBeat() {
1005         if (heartbeatSchedule != null && !heartbeatSchedule.isCancelled()) {
1006             heartbeatSchedule.cancel();
1007         }
1008     }
1009
1010     private void scheduleHeartBeat(final FiniteDuration interval) {
1011         if (followerToLog.isEmpty()) {
1012             // Optimization - do not bother scheduling a heartbeat as there are
1013             // no followers
1014             return;
1015         }
1016
1017         stopHeartBeat();
1018
1019         // Schedule a heartbeat. When the scheduler triggers a SendHeartbeat
1020         // message is sent to itself.
1021         // Scheduling the heartbeat only once here because heartbeats do not
1022         // need to be sent if there are other messages being sent to the remote
1023         // actor.
1024         heartbeatSchedule = context.getActorSystem().scheduler().scheduleOnce(
1025             interval, context.getActor(), SendHeartBeat.INSTANCE,
1026             context.getActorSystem().dispatcher(), context.getActor());
1027     }
1028
1029     @Override
1030     public void close() {
1031         stopHeartBeat();
1032         appendEntriesMessageSlicer.close();
1033     }
1034
1035     @Override
1036     public final String getLeaderId() {
1037         return context.getId();
1038     }
1039
1040     @Override
1041     public final short getLeaderPayloadVersion() {
1042         return context.getPayloadVersion();
1043     }
1044
1045     protected boolean isLeaderIsolated() {
1046         int minPresent = getMinIsolatedLeaderPeerCount();
1047         for (FollowerLogInformation followerLogInformation : followerToLog.values()) {
1048             final PeerInfo peerInfo = context.getPeerInfo(followerLogInformation.getId());
1049             if (peerInfo != null && peerInfo.isVoting() && followerLogInformation.isFollowerActive()) {
1050                 --minPresent;
1051                 if (minPresent == 0) {
1052                     return false;
1053                 }
1054             }
1055         }
1056         return minPresent != 0;
1057     }
1058
1059     // called from example-actor for printing the follower-states
1060     public String printFollowerStates() {
1061         final StringBuilder sb = new StringBuilder();
1062
1063         sb.append('[');
1064         for (FollowerLogInformation followerLogInformation : followerToLog.values()) {
1065             sb.append('{');
1066             sb.append(followerLogInformation.getId());
1067             sb.append(" state:");
1068             sb.append(followerLogInformation.isFollowerActive());
1069             sb.append("},");
1070         }
1071         sb.append(']');
1072
1073         return sb.toString();
1074     }
1075
1076     @VisibleForTesting
1077     public FollowerLogInformation getFollower(final String followerId) {
1078         return followerToLog.get(followerId);
1079     }
1080
1081     @VisibleForTesting
1082     public int followerLogSize() {
1083         return followerToLog.size();
1084     }
1085
1086     static class SnapshotHolder {
1087         private final long lastIncludedTerm;
1088         private final long lastIncludedIndex;
1089         private final ByteSource snapshotBytes;
1090
1091         SnapshotHolder(final Snapshot snapshot, final ByteSource snapshotBytes) {
1092             this.lastIncludedTerm = snapshot.getLastAppliedTerm();
1093             this.lastIncludedIndex = snapshot.getLastAppliedIndex();
1094             this.snapshotBytes = snapshotBytes;
1095         }
1096
1097         long getLastIncludedTerm() {
1098             return lastIncludedTerm;
1099         }
1100
1101         long getLastIncludedIndex() {
1102             return lastIncludedIndex;
1103         }
1104
1105         ByteSource getSnapshotBytes() {
1106             return snapshotBytes;
1107         }
1108     }
1109 }