Zookeeper学习笔记（四）Zookeeper的选举机制

亦凉 2022-09-14 12:25 186阅读 0赞

## 1. Zookeeper的选举机制的相关概念 ##

#### 1.1 Zookeeper的选举方式 ####

1.  LeaderElection
2.  AuthFastLeaderElection
3.  **FastLeaderElection（默认）**

#### 1.2 Zookeeper的选举时间 ####

1.  服务器初始化启动
2.  服务器运行期间无法和Leader保持连接，Leader节点崩溃，逻辑时钟崩溃。

#### 1.3 Zookeeper选举相关概念 ####

##### （1）：Sid，Serverid，服务器ID。编号越大在选择算法中的权重越大（事务id相同时，比较sid）。 #####

##### （2）：Zxid，Zookeeper Transaction Id，事务ID。值越大说明数据越新，在选举算法中数据越新权重越大（比较选票时优先比较zxid）。 #####

##### （3）：ElectionEpoch ，逻辑时钟。用来判断多个投票是否在同一轮选举周期中，该值在服务端是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。 #####

##### （4）：Server状态：选举状态。 #####

*  LOOKING，竞选状态。
 *  FOLLOWING，随从状态，同步leader状态，参与投票。
 *  OBSERVING，观察状态,同步leader状态，不参与投票。
 *  LEADING，领导者状态。

## 2. Zookeeper的选举过程 ##

#### 2.1 服务器初始化时选举 ####

1.  集群共有5台节点，都是第一次启动，没有历史数据（zxid，数据事务id，为0）
2.  第一台服务器启动发起第一次选举，服务器 1 投自己一票（不够半数，3 票），选举失败。
3.  第二台服务器启动发起第二次选举，服务器 1 和服务器 2 都分别投自己一票。
4.  服务器 1 收到服务器 2 的投票后，发现服务器 2 的投票的 sid 比自己大，于是把自己的票（1,0）改成 （2,0）。
5.  服务器 3 启动发起第三次选举，服务器 1 和服务器 2 、服务器 3 都分别投自己一票。
6.  服务器 1 和服务器 2 收到服务器 3 的投票后，发现服务器 3 的投票的 sid 比自己的票的sid要大，于是把投自己的票改成投给服务器 3 。
7.  此时，服务器 3 为Leader。服务器 1，2 更改状态为 FOLLOWING，服务器 3 更改状态为 LEADING。
8.  服务器 4 启动发起一次选举，服务器 1 和服务器 2 、服务器 3 都不是LOOKING 状态，不会更改投票信息。
9.  服务器 3 依然是 3 票，而服务器 4 是一票，少数服从多数，服务器 4 更改自己的投票改成投服务器 3。

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**[ProccessOn文件地址][ProccessOn]**

#### 2.2 服务器运行期间的选举 ####

1.  假设正在运行的有Server1、Server2、Server3三台服务器，当前Leader是Server2，若某一时刻Server2宕机，此时便开始Leader选举。
2.  **变更状态**：Leader挂后，余下的非Observer服务器都会讲自己的服务器状态变更为LOOKING，然后开始进入Leader选举过程。
3.  每个服务器会发出一个投票。在运行期间，每个服务器上的ZXID可能不同，此时假定Server1的ZXID为123，Server3的ZXID为122；在第一轮投票中，Server1和Server3都会投自己，产生投票(1, 123)，(3, 122)，然后各自将投票发送给集群中所有机器。
4.  接收来自各个服务器的投票并与自己所投的票进行对比。
5.  比对之后更改投票只后统计投票，选举出新的Leader，Server1将会成为Leader。
6.  每个节点改变自身的状态。

**投票比较规则：**

*  **vote\_sid**：接收到的投票中所推举Leader服务器的SID。
 *  **vote\_zxid**：接收到的投票中所推举Leader服务器的ZXID。
 *  **self\_sid**：当前服务器自己的SID。
 *  **self\_zxid**：当前服务器自己的ZXID。

1.  如果vote\_zxid大于self\_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vote\_zxid小于self\_zxid，那么坚持自己的投票，不做任何变更。
3.  如果vote\_zxid等于self\_zxid，那么就对比两者的SID，如果vote\_sid大于self\_sid，那么就认可当前收到的投票，并再次将该投票发送出去。
4.  如果vote\_zxid等于self\_zxid，并且vote\_sid小于self\_sid，那么坚持自己的投票，不做任何变更。

**总结：优先比较选票的事务id，事务id相同则比较服务器id。**

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[ProccessOn]: https://www.processon.com/diagraming/615faa7af346fb0e9982b665