Zookeeper选举算法

Posted 2022-01-05 泡^泡

集群选举Leader的两种情况

• 集群中已经存在Leader。
• 集群中不存在Leader。

集群中已经存在Leader的情况

此种情况一般都是某台机器启动得较晚，在其启动之前，集群已经在正常工作，对这种情况，该机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器而言，仅仅需要和Leader机器建立起连接，并进行状态同步即可。

集群中不存在Leader的情况

集群中如果不存在Leader，则情况较为复杂。

为了能成功选举出Leader，每一个节点会进行多次投票，每一次投票中包含两个标识。

1. SID（服务器的唯一标识）,这个值我们搭建集群的时候会在配置文件中配置。
2. ZXID（事务ID），每个对节点的改变都将产生一个唯一的Zxid，如果Zxid1的值小于Zxid2的值，那么Zxid1所对应的事件发生在Zxid2所对应的事件之前。这个值越大往往意味着数据越新。

每个节点发出投票后，也会收到其他节点的投票，每台节点会根据一定规则来处理收到的其他节点的投票，并以此来决定是否需要变更自己的投票。这个规则如下:

1. 如果收到的zxid大于当前节点自己的zxid，就认可当前收到的投票，并再次将该投票发送出去。
2. 如果收到的zxid小于当前节点自己的zxid，就坚持自己的投票。
3. 如果收到的zxid小于等于节点自己的zxid，就比较SID，如果接收到的SID更大，那么就认可当前收到的投票，并再次将该投票发送出去。反之则坚持自己的投票。

举一个例子

假定Zookeeper由5台机器组成，SID分别为如下，并且SID为2的机器是现有的Leader

• 1
• 2（Leader）
• 3
• 4
• 5

ZXID分别为

• 9
• 9
• 9
• 8
• 8

现在某一时刻，1、2所在机器出现故障，因此集群开始进行Leader选举。

第一次投票：初始投票
由于1，2出现故障，所以只有3、4、5，三个投票，第一次投票，每台机器都会将自己作为投票对象，所以他们的投票的（SID，ZXID）分别为：

• (3, 9)
• (4, 8)
• (5, 8)

第二次投票：变更投票

很明显3号机器的ZXID最大，所以4号和5号遵守投票规则，也透出了（3，9），整个集群的投票规则如下：

• (3, 9)
• (3, 9)
• (3, 9)

经过第二轮投票后，集群中的每台机器都会再次接收到其他机器的投票，然后开始统计投票，如果一台机器收到了超过半数的相同投票，那么这个投票对应的SID机器即为Leader。此时Server3将成为Leader。

总结

由上面规则可知，通常那台服务器上的数据越新（ZXID会越大），其成为Leader的可能性越大，也就越能够保证数据的恢复。如果ZXID相同，则SID越大机会越大。而ZXID是我们无法保证的，但SID是我们自己配了，所以一般建议把最大的SID配置在集群中性能相对较好的服务器上，尽量避免Leader宕机。