Zookeeper--Leader选举概述

快来打我* 2021-08-30 02:43 565阅读 0赞

#### 服务器启动时期的Leader选举 ####

Leader选举的时候，需要注意的一点是,隐式条件便是`ZooKeeper的集群规模至少是2台机器`，这里我们以3台机器组成的服务器集群为例。在服务器集群初始化阶段，当有一台服务器(我们假设这台机器的myid为1,因此称其为Server1)启动的时候，它是无法完成Leader选举的，是无法进行Leader选举的。当第二台机器(同样，我们假设这台服务器的myid为2，称其为Server2)也启动后，此时这两台机器已经能够进行互相通信，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。**  
    由于是初始情况，因此对于Serverl和Server2来说，都会将自己作为Leader服务器来进行投票，每次投票包含的最基本的元素包括:`所推举的服务器的myid 和ZXID`，我们以(myid, ZXID)的形式来表示。因为是初始化阶段，因此无论是Serverl还是Server2，都会投给自己，即Serverl的投票为(1， 0)，Server2 的投票为(2,0)，然后各自将这个投票发给集群中其他所有机器。
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的规则如下。
    
     *  优先检查ZXID。ZXID比较大的服务器优先作为Leader。
     *  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。
    
    现在我们来看Serverl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)，而接收到的投票为(2， 0)。首先会对比两者的ZXID,因为都是0,所以无法决定谁是Leader。接下来会对比两者的myid,很显然,Server1发现接收到的投票中的myid是2,大于自己，于是就会更新自己的投票为(2,0)，然后重新将投票发出去。而对于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信息即可。
4.  **统计投票。**  
    每次投票后，服务器都会统计所有投票，判断是否已经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。这里我们需要对“过半”的概念做-一个简单的介绍。所谓“过半”就是指大于集群机器数量的一半，即大于或等于(n/2+1)。对于这里由3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Serverl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， 每个服务器就会更新自己的状态:如果是Follower， 那么就变更为FOLLOWING，如果是Leader， 那么就变更为LEADING。

#### 服务器运行期间的Leader选举 ####

在ZooKeeper集群正常运行过程中，一旦选出一个Leader,那么所有服务器的集群角色一般不会再发生变化，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集群挂了或是有新机器加入集群也不会影响Leader。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。

我们假设当前正在运行的ZooKeeper服务器由3台机器组成，分别是Serverl、Server2和Server3，当前的Leader是Server2。假设在某一个瞬间，Leader挂了，这个时候便开始了Leader选举。

1.  **变更状态。**  
    当Leader挂了之后，余下的非Observer服务器都会将自己的服务器状态变更为LOOKING，然后开始进入Leader选举流程。
2.  **每个Server会发出一个投票。**  
    在这个过程中，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可能不同,我们假定Serverl的ZXID为123,而Server3的ZXID为122。在第一轮投票中，Serverl 和Server3都会投自己，即分别产生投票(1,123)和(3，122)，然后各自将这个投票发给集群中所有机器。
3.  **接收来自各个服务器的投票**
4.  **处理投票。**  
    对于投票的处理，和上面提到的服务器启动期间的处理规则是一-致的。在这个例子里面，由于Serverl的ZXID为123, Server3的ZXID为122, 那么显然，Server1会成为Leader。
5.  **统计投票。**
6.  **改变服务器状态。**