基本架构
本文基于源码说明 Curvine 的核心组件与数据流：Master（元数据与 Raft）、Worker（块存储）、Client（读写路径）。
概述
Curvine 是分布式文件缓存层。Master 负责元数据与块调度；Worker 存储块数据并响应读写；Client（FUSE、SDK、CLI、S3 网关）向 Master 请求元数据、向 Worker 请求数据。元数据通过 Raft 复制以实现高可用。
Master
Master 是控制面：维护文件系统元数据（目录树、文件 inode、块位置）、管理 Worker 注册、为写入分配块。为实现高可用，多个 Master 节点组成 Raft 组；只有 Leader 对外提供元数据写 RPC；Follower 通过回放日志与 Leader 状态保持一致。
Leader（主 Master）
- 职责：Raft Leader 是唯一接受元数据变更 RPC 的节点（创建文件、添加块、重命名、删除、挂载/卸载等）。
- 日志：每次元数据变更都会落盘为 journal 条目（如
Mkdir、CreateFile、AddBlock、CompleteFile、Rename、Delete、Mount、UnMount）。Leader 将条目追加到 Raft 日志；提交后在内存目录树（FsDir）上应用。 - 组件：
MasterHandler处理 RPC；MasterFilesystem与FsDir维护目录/文件与块映射；JournalWriter写日志；WorkerManager管理 Worker 与块分布；MountManager管理 UFS 挂载点。
Standby Master（备 Master）
- 职责：Raft Follower 不处理元数据写 RPC。它们接收 Leader 已提交的日志条目并 回放，以保持元数据副本一致。
- 回放：
JournalLoader将每条已提交的JournalEntry应用到本地FsDir（如mkdir、create_file、add_block、complete_file、rename、delete、mount、unmount），使备节点状态与 Leader 一致。 - 快照：支持 Raft 快照；存在快照时可从快照恢复元数据，无需从头回放。
Raft
- 存储：元数据日志与 Raft 状态使用 RocksDB（
RocksLogStorage）。Journal 作为应用负载承载在 Raft 日志条目中。 - 角色：
MasterMonitor暴露当前节点是否为主：仅当 Raft 角色为 Leader 时is_active()为 true。客户端或上层应将元数据写请求路由到当前 Leader（例如通过集群配置或路由解析）。 - 故障转移：Leader 宕机后，Raft 选举新 Leader；新 Leader 继续应用日志并对外提供元数据服务。通过日志回放或快照追齐的备节点可参与选举。
Workers
Worker 负责 块数据 的存储与块读写 RPC。不保存文件系统元数据，只管理以块 ID 标识的块。
注册与心跳
- Worker 向 Master 注册并周期性发送 心跳，携带存储信息（
HeartbeatStatus：Start、Running、End）。Master 的WorkerManager维护WorkerMap与BlockMap（块与 Worker 的对应关系）。 - Master 据此为写入 分配块（如通过 Worker 选择策略：随机、轮询、基于负载、本地等），并在读请求时返回块位置。
块存储
- 每个 Worker 运行 BlockStore，底层为 BlockDataset：块按集群与存储策略落在本地存储（内存、SSD、HDD）。
- 读路径：Worker 的
ReadHandler接收块读 RPC，打开块文件并返回数据（可选读前向、sendfile 等优化）。 - 写路径：Worker 的写处理逻辑接收块写 RPC，将数据写入 BlockStore，并按请求完成或中止块。
复制（可选）
- Master 可运行 块复制 流程（
MasterReplicationManager）：在需要多副本时，由 Master 协调将块数据从某一 Worker 复制到其他 Worker。复制可配置（如并发上限、开关）。
Client
Client 指使用 Curvine 文件系统的任何一方：FUSE、Rust/Java/Python SDK、CLI（cv）或 S3 网关。它们都向 Master 要元数据、向 Worker 要块数据。
读路径
- 元数据：Client 向 Master 请求文件元数据与 块位置（哪些 Worker 持有哪些块 ID、偏移、长度）。Master 返回
FileBlocks（文件状态 + 块位置列表）。 - 数据：Client 通过块读 RPC 从对应 Worker 读取块数据。可配置 并行读 与 读前向（chunk 大小、slice 大小、读前向长度）。
- 缓存命中：若路径为 Curvine 原生文件（非 UFS 挂载），数据按上述方式从 Worker 读取。若路径在 UFS 挂载 下，则 统一文件系统 与 缓存行为 生效：在缓存有效时从 Curvine 返回，未命中时从 UFS 读取（可配置 TTL 下的自动缓存）。
写路径
写行为由 挂载写类型（UFS 挂载）或原生 Curvine 路径决定：
- 分配块：Client 向 Master 申请新块。Master 选择 Worker（及副本），将块分配记入日志（如
AddBlock、CompleteFile），并返回块位置给 Client。 - 写数据：Client 通过块写 RPC 将数据发往指定 Worker。Worker 将数据持久化到 BlockStore。
- 写类型（UFS 挂载路径见 数据编排 — 挂载模式）：
- Cache：仅写入 Curvine（Worker），不写 UFS。
- Through：仅写 UFS，绕过缓存。
- AsyncThrough（默认）：先写 Curvine 后立即返回，再异步同步到 UFS。
- CacheThrough：同步写入 Curvine 与 UFS 后返回。
原生 Curvine 路径（非 UFS）的写入直接落 Worker 并由 Master 记入日志；多副本由 Master/Worker 的复制逻辑在配置开启时处理。
小结
| 组件 | 职责 |
|---|---|
| Master (Leader) | 元数据（FsDir）、写日志、块分配、Worker 映射、挂载表；处理所有元数据 RPC。 |
| Master (Follower) | 回放 Raft 日志（JournalLoader）以同步 FsDir；不处理元数据写 RPC。 |
| Raft | 复制 journal 条目；Leader 选举与故障转移；RocksDB 日志存储。 |
| Worker | 块存储（BlockStore/BlockDataset）、块读写 RPC、向 Master 心跳。 |
| Client | 从 Master 获取元数据与块位置；从 Worker 读写块数据；UFS 挂载下按写类型与缓存/一致性策略执行。 |