zookeeper.recipes.leader （C#）

近来有项目要用到zookeeper的选举实现，研究了下后在此做下记录

首先下载zookeeper的recipes实现，nuget地址：https://www.nuget.org/packages/ZooKeeperNetEx.Recipes/

选举实现逻辑描述可见http://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.9/recipes.html#sc_leaderElection，需要注意的是：监控到节点变更时，当前节点不一定就会成为Leader，因为也有可能是非Leader节点发生了变更，这时需要调整监控节点为变更节点的上一个节点

选举实现在org.apache.zookeeper.recipes.leader命名空间下，该空间下公开有接口LeaderElectionAware，选举状态枚举ElectionEventType，以及选举实现类LeaderElectionSupport

LeaderElectionSupport

LeaderElectionSupport只提供了一个构造函数，该函数包含3个参数，分别为

ZooKeeper zooKeeper：选举实现依赖于zookeeper，该参数就是用来进行选举的zookeeper

string rootNodeName：用于选举的zookeeper根节点路径，注意该节点必须已经存在，选举类并不会自动创建此节点，且根节点需是持久化(PERSISTENT)节点

string hostName：当前参与选举的服务名称，注意该名称可以重名（即所有选举服务器都可以用同一个名字，但这样会导致getLeaderHostName获取到的名称无法区分服务器，所以这里建议设置为唯一值，最好设置为对外host地址）

LeaderElectionSupport公开了5个方法：addListener、removeListener、start、stop以及getLeaderHostName

addListener和removeListener用来添加、移除选举状态监控，其参数均为LeaderElectionAware实现

start和stop对应开始选举和结束并退出选举

getLeaderHostName为获取当前选举为Leader的hostName

LeaderElectionAware

LeaderElectionAware只定义了一个方法onElectionEvent，该方法参数为ElectionEventType，在通过addListener添加选举监控后，当选举状态发生任意变化时，都会执行onElectionEvent方法，这时可通过参数ElectionEventType来确认当前的选举状态，下面会对各选举状态的触发情况进行描述

ElectionEventType

ElectionEventType列举的状态一般都是成对出现，包含START和COMPLETE

ElectionEventType.START 选举开始，表示执行了LeaderElectionSupport的start方法

ElectionEventType.STOP_START 结束选举并退出，表示执行了LeaderElectionSupport的stop方法

ElectionEventType.STOP_COMPLETE 与ElectionEventType.STOP_START对应，实际监控时只需监控两者之一，在stop时，选举方法会尝试删除当前应用对应的zookeeper临时节点，如果异常则会触发ElectionEventType.FAILED（但不管是否异常，都会触发ElectionEventType.STOP_START）

ElectionEventType.OFFER_START 启动时为本地注册对应znode节点，触发于start方法

ElectionEventType.OFFER_COMPLETE 对应ElectionEventType.OFFER_START，实际监控时只需监控两者之一

ElectionEventType.DETERMINE_START 开始判断本机是否可以成为Leader，一般发生在第一次执行start方法时，或者监控到节点变更时

ElectionEventType.DETERMINE_COMPLETE 判断结束，后面会根据判断结果执行ELECTED或READY

ElectionEventType.ELECTED_START 表示当前服务当选为Leader

ElectionEventType.ELECTED_COMPLETE 与ElectionEventType.ELECTED_START对应，实际监控时只需监控两者之一

ElectionEventType.READY_START 开始就绪确认，表示开始执行Ready流程

ElectionEventType.READY_COMPLETE 表示Ready流程结束，已成功监控前一个节点，注意ElectionEventType.READY_COMPLETE与ElectionEventType.READY_START并不一定成对出现，有可能在Ready流程中，当发现当前应用监控的节点丢失时，会重新开始选举，即触发ElectionEventType.DETERMINE_START

ElectionEventType.FAILED 表示选举异常，可能发生在start，stop，以及监控到变更，触发选举时

简单的使用demo如下

        //zookeeper地址        static string connectionString = "127.0.0.1:2181,127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183";        //超时时间，单位毫秒        static int timeOut = 2000;        static async void ElectedDemo()        {            ZooKeeper zk = new ZooKeeper(connectionString, timeOut, new EmptyWatcher());            string rootNodePath = "/zkRecipesRoot";            int rd;            do            {                rd = Guid.NewGuid().GetHashCode();            }            while (rd <= 0);            //用于生成随机的hostName后缀，这里只是demo，所以不保证唯一性            string hostName = "zkRecipesDemo" + new Random().Next(rd);            Console.WriteLine("This hostName is:{0}", hostName);            var stat = await zk.existsAsync(rootNodePath);            if (stat == null)            {                //根节点需要自行创建，LeaderElectionSupport不会自动创建根节点                await zk.createAsync(rootNodePath, null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);            }            LeaderElectionSupport support = new LeaderElectionSupport(zk, rootNodePath, hostName);            support.addListener(new LeaderElectionAwareIpml(support));//该处可以注释表示不添加监控            await support.start();        }

EmptyWatcher是一个没任何实现的空监控，这里之所以要有这么一个实现，是因为如果在zookeeper的构造函数中传递null进去，虽然不会导致程序异常，但会在console界面输出空引用异常信息

    public class EmptyWatcher : Watcher    {        public override Task process(WatchedEvent @event)        {            return Task.FromResult(0);        }    }

LeaderElectionAwareIpml是对LeaderElectionAware的一个简单实现，该实现只监控了ElectionEventType.DETERMINE_START和ElectionEventType.READY_COMPLETE状态

    public class LeaderElectionAwareIpml : LeaderElectionAware    {        private LeaderElectionSupport _support;        public LeaderElectionAwareIpml(LeaderElectionSupport support)        {            if (support == null)            {                throw new ArgumentNullException("LeaderElectionSupport");            }            this._support = support;        }        public async Task onElectionEvent(ElectionEventType eventType)        {            //这里只简单的监控ELECTED_START和READY_COMPLETE这两个具备代表性的状态            //ELECTED_START监控当选            //READY_COMPLETE监控就绪            if (eventType == ElectionEventType.ELECTED_START                /*|| eventType == ElectionEventType.ELECTED_COMPLETE*/)            {                Console.WriteLine("This host to be leader");                await PrintElectionInfo();            }            else if (eventType == ElectionEventType.READY_COMPLETE)            {                Console.WriteLine("This host is ready");                await PrintElectionInfo();            }        }        private async Task PrintElectionInfo()        {            var leaderHostName = await this._support.getLeaderHostName();            Console.WriteLine("The leader hostName is:{0}", leaderHostName);            Console.WriteLine("******************* Current election info *******************");            Console.WriteLine(this._support);        }    }

依次执行exe，可见下图，注意输出内容部分，另外如果短时间内反复打开、关闭可能会出现zookeeper的ConnectionLossException，这时稍等一段时间后再执行exe即可（具体等待多长时间取决于timeout设置）

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