柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：Zookeeper的選主流程

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Zookeeper的核心是原子廣播，這個(gè)機(jī)制保證了各個(gè)Server之間的同步。實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)制的協(xié)議叫做Zab協(xié)議。Zab協(xié)議有兩種模式，它們分別是恢復(fù)模式（選主）和廣播模式（同步）。當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)或者在領(lǐng)導(dǎo)者崩潰后，Zab就進(jìn)入了恢復(fù)模式，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者被選舉出來(lái)，且大多數(shù)Server完成了和leader的狀態(tài)同步以后，恢復(fù)模式就結(jié)束了。狀態(tài)同步保證了leader和Server具有相同的系統(tǒng)狀態(tài)。leader選舉是保證分布式數(shù)據(jù)一致性的關(guān)鍵。

出現(xiàn)選舉主要是兩種場(chǎng)景：初始化、leader不可用。

當(dāng)zk集群中的一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)以下兩種情況之一時(shí)，就會(huì)開(kāi)始leader選舉： 1： 服務(wù)器初始化啟動(dòng)。 2： 服務(wù)器運(yùn)行期間無(wú)法和leader保持連接。

而當(dāng)一臺(tái)機(jī)器進(jìn)入leader選舉流程時(shí)，當(dāng)前集群也可能處于以下兩種狀態(tài)： 1： 集群中本來(lái)就已經(jīng)存在一個(gè)leader。 2： 集群中確實(shí)不存在leader。

首先第一種情況，通常是集群中某一臺(tái)機(jī)器啟動(dòng)比較晚，在它啟動(dòng)之前，集群已經(jīng)正常工作，即已經(jīng)存在一臺(tái)leader服務(wù)器。當(dāng)該機(jī)器試圖去選舉leader時(shí)，會(huì)被告知當(dāng)前服務(wù)器的leader信息，它僅僅需要和leader機(jī)器建立連接，并進(jìn)行狀態(tài)同步即可。

重點(diǎn)是leader不可用了，此時(shí)的選主制度。投票信息中包含兩個(gè)最基本的信息。 sid ： 即server id，用來(lái)標(biāo)識(shí)該機(jī)器在集群中的機(jī)器序號(hào)。 zxid ： 即zookeeper事務(wù)id號(hào)。

ZooKeeper狀態(tài)的每一次改變, 都對(duì)應(yīng)著一個(gè)遞增的Transaction id,，該id稱為zxid.，由于zxid的遞增性質(zhì), 如果zxid1小于zxid2,，那么zxid1肯定先于zxid2發(fā)生。創(chuàng)建任意節(jié)點(diǎn)，或者更新任意節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)， 或者刪除任意節(jié)點(diǎn)，都會(huì)導(dǎo)致Zookeeper狀態(tài)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致zxid的值增加。

以（sid，zxid）的形式來(lái)標(biāo)識(shí)一次投票信息。

例如：如果當(dāng)前服務(wù)器要推舉sid為1，zxid為8的服務(wù)器成為leader，那么投票信息可以表示為（1，8）

集群中的每臺(tái)機(jī)器發(fā)出自己的投票后，也會(huì)接受來(lái)自集群中其他機(jī)器的投票。每臺(tái)機(jī)器都會(huì)根據(jù)一定的規(guī)則，來(lái)處理收到的其他機(jī)器的投票，以此來(lái)決定是否需要變更自己的投票。

規(guī)則如下 ： 1： 初始階段，都會(huì)給自己投票。 2： 當(dāng)接收到來(lái)自其他服務(wù)器的投票時(shí)，都需要將別人的投票和自己的投票進(jìn)行pk，規(guī)則如下： 優(yōu)先檢查zxid。zxid比較大的服務(wù)器優(yōu)先作為leader。如果zxid相同的話，就比較sid，sid比較大的服務(wù)器作為leader。

所有服務(wù)啟動(dòng)時(shí)候的選舉流程： 三臺(tái)服務(wù)器 server1、server2、server3：

server1 啟動(dòng)，一臺(tái)機(jī)器不會(huì)選舉。server2 啟動(dòng)，server1 和 server2 的狀態(tài)改為 looking，廣播投票server3 啟動(dòng)，狀態(tài)改為 looking，加入廣播投票。初識(shí)狀態(tài)，互不認(rèn)識(shí)，大家都認(rèn)為自己是王者，投票也投自己為 Leader。投票信息說(shuō)明，票信息本來(lái)為五元組，這里為了邏輯清晰，簡(jiǎn)化下表達(dá)。

初識(shí) zxid = 0，sid 是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的名字，這個(gè) sid 在 zoo.cfg 中配置，不會(huì)重復(fù)。 1： 初始 zxid=0，server1 投票（1，0），server2 投票（2，0），server3 投票（3，0）

2： server1 收到 投票（2，0）時(shí)，會(huì)先驗(yàn)證投票的合法性，然后自己的票進(jìn)行 pk，pk 的邏輯是先比較 zxid，server1（zxid=server2（zxid）=0，zxid 相等再比較 sid，server1（sid）

3： TODO 這里最終是 2 還是 3，需要做實(shí)驗(yàn)確定。

4： server2 收到 server1 投票，會(huì)先驗(yàn)證投票的合法性，然后 pk，自己的票獲勝，server 不用更新自己的票，pk 后，重新在發(fā)送一次投票。

5： 統(tǒng)計(jì)投票，pk 后會(huì)統(tǒng)計(jì)投票，如果半數(shù)以上的節(jié)點(diǎn)投出相同的票，確定選出了 Leader。

6： 選舉結(jié)束，被選中節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)由 LOOKING 變成 LEADING，其他參加選舉的節(jié)點(diǎn)由 LOOKING變成 FOLLOWING。如果有 Observer 節(jié)點(diǎn)，如果 Observer 不參與選舉，所以選舉前后它的狀態(tài)一直是 OBSERVING，沒(méi)有變化。

簡(jiǎn)單地說(shuō)： 開(kāi)始投票 ->節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變成 LOOKING -> 每個(gè)節(jié)點(diǎn)選自己-> 收到票進(jìn)行 PK -> sid 大的獲勝 -> 更新選票 -> 再次投票 -> 統(tǒng)計(jì)選票，選票過(guò)半數(shù)選舉結(jié)果 -> 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新為自己的角色狀態(tài)。

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