ZooKeeper_14_Leader选举

Leader选举

leader选举是ZooKeeper中最重要的技术之一，也是保证分布式数据一致性的关键所在。

参数介绍：

myid：同SID，用来唯一标示一台ZooKeeper集群中的机器，每台机器不能重复，配置文件配置。

ZXID：事务ID，用来唯一标示一次服务器状态的变更。集群中每台机器的ZXID都是不一样的，这和ZooKeeper服务器对于客户端"更新请求"的处理逻辑有关。

服务器启动时期的Leader选举

我们默认ZooKeeper服务器最少两台，要是只有一台，还玩屁个Leader选举呀..

咱们假设有三台ZooKeeper服务器，启动了其中两台时：server1(myid:1)、server2(myid:2)、server3(myid:3)

在服务器集群初始化阶段，两台服务器启动之后，互相能进行通信之后，每台机器都试图找到一个Leader，于是便进入了Leader选举流程。

1. 每个Server会发出一个投票

由于是初始，对于server1 和 server2 来说，都会将自己作为leader服务器来进行投票(就是自己投给自己)

每次投票包含的基本参数有：所推举的服务器的myid和ZXID。

我们以(myid，ZXID)来表示.

因为是初始化阶段，server1和server2都会投给自己，即server1投票(1，0)、server2投票(2，0)

然后给自将这个投票发给集群中其他所有的机器。

2. 接收来自各个服务器的投票

每个服务器都会接收来自其他服务器的投票。

集群中的每个服务器在接收到投票后，首先会判断该投票的有效性，包括检查是否是本轮投票，是否来自LOOKING状态的服务器。

3. 处理投票

在接收到来自其他服务器的投票后，针对每一个投票，服务器都需要将别人的投票和自己的投票进行PK，PK规则如下：

a. 优先检查ZXID。ZXID比较大的服务器优先作为Leader

b. 如果ZXID相同的话，那么就比较myid。myid比较大的服务器作为Leader服务器。

咱们来看下server1和server2实际是如何进行投票处理的。

对于server1来说，它自己的投票是(1，0),收到的投票为(2，0)

首先会对比两者的ZXID，因为是初始化阶段，都是0，所以无法决定谁是Leader。

接下来比较两者的myid，很显然，server1发现接收到的投票中的myid是2，大于自己，于是就把自己的投票更新为(2，0)

然后重新将投票发出去。

对于server2来说，不需要更新自己的投票信息，只是再一次向集群中所有机器发出上一次投票即可。

4. 统计投票

每次投票，服务器都会统计所有投票，判断是否有过半的机器接收到相同的投票信息。

对于server1和server2服务器来说，都统计出集群中已经有两台机器接受了(2，0)这个投票信息。

"过半"：指大于集群机器数量的一半，即大于等于(n/2+1)。

对于这里由三台机器构成的集群，大于等于2台即为达到"过半"要求。

那么，当server1和server2都收到相同的投票信息(2，0)的时候，即认为已经选出了Leader。

5. 改变服务器状态

一旦确定了Leader，每个服务器都会更新自己的状态：如果是Follower，那么就变更为FOLLOWING，

如果是Leader，那么久变更为LEADING。

服务器运行期间的Leader选举

zookeeper集群正常运行中，一旦选出一个Leader，那么所有服务器的集群角色一般不会发生变化。

也就是说，leader服务器将一直作为集群的Leader，即使集群中有非leader角色的机器挂了或者有新机器加入，不会影响leader机器角色。

但是一旦Leader所在的机器挂了，那么整个集群将暂时无法对外服务，而是进入新一轮的Leader选举。

服务器运行期间的Leader选举和启动时期的Leader选举基本过程是一致的。

我们依旧假设有三台机器，server1、server2、server3，当前的Leadeer是server2，假设某一时刻，leader挂了...╮(╯▽╰)╭

1. 变更状态

当leader挂了之后，余下的非Observer服务器都会将自己服务器状态变更为LOOKING，然后开始进入Leader选举流程。

2. 每个Server会发出一个投票

这个过程中，需要生成投票信息(myid，ZXID)。

因为是运行期间，因此每个服务器上的ZXID可能不太一样，我们假设server1的ZXID:123、server3的ZXID:122

第一轮投票，server1和server3都是投给自己，即分别产生投票(1，123)和(3，122)

然后各自将这个投票发送给集群中所有的机器。

3. 接收来自各个服务器的投票

4. 统计投票

投票期的处理，和服务器启动期间的处理规则是一致的。

这个栗子中，server1的ZXID为123，server3的ZXID为122，很明显，server1会成为leader

5. 改变服务器状态

算法分析暂时不看