简述ZK的fastleaderelection选举leader的算法（ZK选举Leader的过程）

柔光的暖阳◎ 2023-09-27 12:16 126阅读 0赞

**Leader选举是保证分布式数据一致性的关键所在**，Leader的选举发生的情况有两种：**一种是服务器启动时选举，另一种是运行期间Leader宕掉或与Leader保持连接的机器少于一半，这时会进行重新选Leader。**

**1.首先是服务器启动时选举Leader，**若进行Leader的选举的话，则至少需要2台机器，这里选3台机器组成的服务器集群为例。在集群初始化阶段，当有一台服务器Server1启动时，其无法单独进行完成Leader选举，当第二台服务器Server2启动时，此时两台机器可以互相通信，每台机器都试图找到Leader，于是就进入Leader选举的过程。过程如下：

**（1）每个服务器会生成一个选票，因为是初始情况，所以Server1和Server2都会选自己作为Leader服务器来进行投票**，每次选票都会包含所推举的服务器的myid和ZXID，用（myid，ZXID）来表示选票，此时Server1的投票为（1,0），Server2的投票为（2,0），然后各自将这个投票发送给集群中的其他机器。

（2）各个Server接收到了来自其他服务器的投票后，首先**判断这个投票是否有效**，如检查是否是本轮投票、是否来自LOOKING状态的服务器（observer）。

（3）检查完成后，其他投票有效的话，服务器就会**针对每一个投票跟自己的选票进行PK**，PK规则如下：

>  **·优先比较两个的ZXID，ZXID大的服务器优先作为Leader**
> 
>  **·如果ZXID相同，那就比较myid，选myid较大的服务器作为Leader服务器**

这里对于Server1和Server2来说，首先比较他们两个的ZXID，因为他们的ZXID相同都是0，所以就比较他们的myid，因为Server2的myid为2并且大于Server1的myid，所以选Server2为Leader。接着Server1更新自己的选票为（2,0），然后重新投票。对于Server2来说，不需要更新自己的投票，只是再次向集群中所有机器发送一次自己的选票。

（4）每次投票之后，**服务器都会统计投票信息**，判断是否已经有过半的机器接收了相同的投票信息，对于Server1和Server2来说，都统计出集群中已经有两台机器接受了（2,0）的投票信息，此时便认为已经选出了Leader。

（5）一旦确定了Leader，每个服务器就会**更新自己的状态**，如果是Follow，状态变为FOLLOWING，如果是Leader，状态变为LEADING。

> 在ZAB协议的设计中，每一个进程都有可能处于以下三种状态之一：
> 
> LOOKING：Leader选举阶段
> 
> FOLLOWING：Follower服务器和Leader保持同步状态
> 
> LEADING：Leader服务器作为主进程领导状态

**2.其次是运行期间Leader宕掉或与Leader保持连接的服务器少于一半**

在ZooKeeper运行期间，Leader与非Leader服务器各司其职，**即便有非Leader服务器宕掉或新加入，也不会影响Leader。但一旦Leader服务器挂掉，那整个集群就将暂停对我服务，进入新一轮的Leader选举**，选举过程和启动时期的Leader选举过程基本一致。假设正在运行的服务器有Server1、Server2、Server3，当前Leader为Server2，若某一时刻Leader挂掉，便开始Leader选举。选举过程如下：

**（1）变更状态：**Leader挂掉后，剩下的非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选举过程。

（2）每个Server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（1,123）、（3,122）的选票，然后各自将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。与启动时过程相同。

(4) 处理投票。与启动时过程相同，此时，Server1 将会成为 Leader。

(5) 统计投票。与启动时过程相同。

(6) 改变服务器的状态。与启动时过程相同。