简单了解一下Zookeeper选举机制

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目。

Zookeeper从设计模式角度来理解，是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生了变化，Zookeeper就负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。

配置多个实例共同构成一个集群对外提供服务以达到水平扩展的目的，每个服务器上的数据是相同的，每一个服务器均可以对外提供读和写的服务，即对客户端来讲每个服务器都是平等的。而在Zookeeper集群中必须有一个leader来领导所有的follower进行工作，因此需要选举一个节点为leader，本文主要分析Zookeeper的leader默认的选举机制:FastLeaderElection算法。

ServerID:服务器ID

比如有三台服务器，编号分别是1，2，3，编号越大在选择算法中的权重越大。

Zxid:数据ID

服务器中存放的最大数据ID，值越大说明数据越新，在选举算法中数据越新权重越大。

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。

LEADING，领导者状态。

二、选举流程

半数机制：集群中半数以上机器存活，集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

假设有五台服务器组成的Zookeeper集群，它们的id从1-5，同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据，在存放数据量这一点上，都是一样的。

数据同步

服务器1

服务器1启动，发起投票，投票格式为(Zxid，ServerID),投出的票为(0,1)，此时服务器1票数一票，不够半数以上（3票），选举无法完成，服务器1状态保持为LOOKING。

服务器2

服务器2启动，发起投票，投出的票为(0，2)，服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息：此时服务器1发现服务器2的ServerID比自己目前投票推举的（服务器1）大，更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，没有半数以上结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING。

服务器3

服务器3启动，发起投票，投出的票为(0，3)，此时服务器1和服务器2发现服务器3的ServerID比自己目前投票推举的（服务器2）大，更改选票为推举服务器3。此次投票结果：服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数，服务器3当选Leader。服务器1，2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING。

服务器4

服务器4启动，发起投票。此时服务器1，2，3已经不是LOOKING状态，不会更改选票信息。交换选票信息结果：服务器3为3票，服务器4为1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态为FOLLOWING。

服务器5

服务器5启动，同4一样当小弟。

注：Zookeeper集群的中每个服务器的数据都是一致的，除非网络波动极大，才会导致Zxid不一致，故而每个服务器的Zxid一致。如果真的遇到Zxid不一致，那么最大的Zxid的服务器会自动当选leader，如果相当则按照上述规则进行选举。

四、总结

本文介绍了Zookeeper的选举机制，需要注意一下几点：

• 同一集群中Zxid是一致的，除非网络很差。
• Zookeeper选举成功遵循半数机制，即选票成功超过50%就行。
• leader故障后会重新按照规则进行选举，优先选择Zxid大的。

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