日志服务作为关系数据库的基础组件，在 OceanBase 数据库中的重要性主要体现在如下方面：
通过在事务提交时持久化 Memtable Mutator 的内容以及事务状态信息，为事务的原子性（Atomic）和持久性（Durability）提供支持。
通过生成 trans_version，并通过 keepalive 消息同步到所有备机（以及只读副本），为事务的隔离性（Isolation）提供支持。
通过实现 Paxos 协议将日志在多数派副本上实现强同步，为分布式数据库的数据容灾以及高可用提供支持；并进而支持各类副本类型（只读副本、日志副本等）。
通过维护权威的成员组和 Leader 信息，为 OceanBase 数据库中的各个模块所使用。为 RootService 的负载均衡、轮转合并等复杂策略提供底层机制。
提供外部数据服务，为 OMS 和增量备份等外部工具提供增量数据。
OceanBase 数据库日志服务的挑战
与传统关系型数据库的日志模块相比，OceanBase 数据库的日志服务主要有如下几点挑战：
通过 Multi-Paxos 替换传统的主备同步机制，进而实现系统的高可用和数据的高可靠。需要支持全球部署，多个副本之间的网络时延达到几十甚至数百 ms。
作为分布式数据库，OceanBase 数据库以 Partition 作为数据同步的基本单位。单机要求支持十万量级的 Partition，在此基础上，需要支持日志数据的高效写入和读取。同时，任何功能本身均需要考虑操作的批量化，以加速执行速度。
日志服务维护副本的成员列表、Leader 等状态信息，需要为分布式系统的丰富功能提供高效的支持。
整体结构
Paxos Core
Paxos Core 是日志服务的核心。日志服务实现了一套标准的 Multi-Paxos 协议，保证在未发生多数派永久性故障的前提下，所有提交成功的数据均可恢复。
Paxos Core 实现了乱序日志提交，保证事务之间无依赖，同时对异地部署非常友好，避免单个网络链路故障影响后续所有事务的 rt。
为确保 Multi-Paxos 的正确性，日志服务提供了多层次的 checksum 校验：
单条日志的 checksum 校验。
Group Commit 后 Block 整体的 checksum 校验。
RPC packet 的 checksum 校验。
log_id 的累积 checksum 校验，每一条日志都校验当前 Partition 之前所有日志的正确性。
正确、高效的协议实现、不间断运行的容灾切换测试用例以及实时完备的 Checksum 校验，一同确保日志服务的正确性。
成员组管理
日志服务维护着每个 Partition 的成员组信息。成员组信息包括当前 Paxos Group 的 member_list 以及 Quorum 信息。
支持的功能如下：
add_member/remove_member， 支持加减成员。负载均衡发起的迁移、宕机引起的补副本操作，均需要通过上述功能修改 Partition 的成员组。
modify_quorum，修改 Paxos Group 的法定副本数。执行 Locality 变更（例如， 3F->5F），地域级故障降级容灾（5F->3F），均需要通过上述功能修改 paxos group 的法定副本数。
上述功能均提供了批量操作接口，允许将多个 Partition 的操作批量执行，极大的提升了相关操作的执行效率。
如通过 batch_modify_quorum 接口，单机 1 万个分区 5F->3F 的降级容灾操作执行时间由 20 分钟优化到只需要 20s，极大的提升了系统在故障场景下的容灾能力和响应时间。
有主改选
OceanBase 数据库作为使用 LSM tree 实现的数据库系统，需要周期性的将 Memtable 的内容转储或合并到磁盘，在执行合并时需要消耗大量 CPU。为了避免合并时影响正常的业务请求，也为了加快合并速度，OceanBase 数据库通过轮转合并，在执行合并前将 Leader 切换到同 Region 的另外一个副本。
日志服务为有主改选提供支持。有主改选执行分两步：
RS 查询每个待改选 Partition 的有效 candidates。
RS 根据 candidates list 以及 Region、Primary Zone 等信息，确定改选目标，下发命令，执行改选请求。
故障恢复
OceanBase 数据库在线上实际运行过程中难免遇到各类故障（磁盘、网络故障，机器异常宕机等）。作为高可用的分布式数据库系统，必须能够在各种故障场景应对自如，保证 RPO = 0，RTO 尽量短。这里按照不同的故障类型分别讲述日志服务在其中所起到的作用：
Leader 节点以外的其他节点出现少数派宕机：由于 Paxos 要求日志只需要同步到 majority 即可，对可用性无影响，RPO=0，RTO=0。
包括 Leader 节点在内出现少数派宕机：通过无主选举+paxos 恢复流程，保证在 lease 过期后很短的时间内即选出新的 Leader 提供服务，且数据无任何丢失，RPO = 0，RTO < 30s。
Leader 节点以外的其他少数派节点出现网络分区：由于 paxos 要求日志只需要同步到 Majority 即可，对可用性无影响，RPO=0，RTO=0。
包括 Leader 节点在内的少数派节点出现网络分区：通过无主选举+paxos 恢复流程，保证在 lease 过期后很短的时间内即选出新的 Leader 提供服务，且数据无任何丢失，RPO = 0，RTO < 30s。
多数派节点宕机：此时服务中断，需要重启宕机进行副本恢复。
集群全部宕机：此时服务中断，需要重启宕机进行副本恢复。
除上述描述的宕机或网络分区场景外，真实业务的故障场景会更加多样化。OceanBase 数据库除了可以处理上述场景外，对于多种磁盘故障（完全 hang 住或写入缓慢）可以进行自动检测，在 1 分钟内切走 Leader 和备机读流量，保证业务及时恢复。
只读副本、级联同步以及副本类型转换
日志服务通过保证 log_id 和 trans_version 偏序，以及百毫秒级的 Keepalive，用以支持备机和只读副本的弱读功能。
只读副本不是 Paxos Group 的成员，我们通过自适应的结合 Locality 信息的级联算法，自动为只读副本构建上下游关系，实现数据的自动同步。
除只读副本外，日志服务支持日志副本（日志副本有特殊的日志回收策略）以及三种副本类型之间的相互转换。
