服務(wù)器各角色
leader
- 事務(wù)請求的唯一調(diào)度和處理者师溅，保證集群事務(wù)處理的順序性。（事務(wù)請求個人理解其實就是寫請求）盾舌。
- 集群內(nèi)部各個服務(wù)器的調(diào)度者（管理follower墓臭，數(shù)據(jù)同步）。
- 將自己寫完的數(shù)據(jù)妖谴，同步給follower和abserver
follower
- 處理非請求事務(wù)窿锉，轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)請求給leader
- 參與事務(wù)請求prososal投票
- 參與leader選舉投票
observer
- 處理非事務(wù)請求，轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)請求給leader
- 只為了擴(kuò)展系統(tǒng)存在膝舅，提高讀寫速度
observer存在的意義是什么：
他存在的意義必然是因為他不參與投票的特殊性嗡载。為什么zk要單獨拎出來一個不投票的服務(wù)器呢。
原因在于zk的分布式一致性協(xié)議仍稀，當(dāng)事務(wù)請求commit的時候洼滚，需要超過半數(shù)的投票，才能進(jìn)行commit琳轿，投票的機(jī)器數(shù)量越多判沟，網(wǎng)絡(luò)消耗就越大。所以就需要一種不需要參與投票的崭篡，只負(fù)責(zé)讀請求的機(jī)器挪哄，來緩解集群讀請求壓力，這種服務(wù)器就是observer琉闪。
所以迹炼，zk中一共有兩種投票。
- leader選舉投票
- 事務(wù)請求commt投票
leader選舉
leader選舉的觸發(fā)條件
- 服務(wù)器初始化啟動颠毙。也就是剛組成集群的時候斯入。
- 服務(wù)器運行期間無法和leader保持連接。也就是leader掛了蛀蜜。
zk在正常運行過程中刻两，一旦選出了leader，這個leader就不會變化了滴某，即使有新的機(jī)器加入集群磅摹，即使有非leader機(jī)器掛了。只有l(wèi)eader自己掛了霎奢，才會開始leader選舉户誓。
leader是干嘛的，選leader有什么用
- 分布式一致性幕侠。只讓leader自己處理寫請求帝美，然后將寫的數(shù)據(jù)，同步給從（在分布式協(xié)議中細(xì)講）晤硕。
- 恢復(fù)數(shù)據(jù)
- 發(fā)起投票悼潭，更新系統(tǒng)狀態(tài)
術(shù)語解釋
| 術(shù)語 | 解釋 |
|---|---|
| SID:服務(wù)器ID | SID是一個數(shù)字庇忌，唯一標(biāo)識一個zookeeper服務(wù)器 |
| ZXID:事務(wù)ID | 唯一標(biāo)識一次服務(wù)器狀態(tài)的變更。在某一個時刻女责，集群中每臺機(jī)器的ZXID不一定全都一致漆枚，為什么？抵知？？软族？在主從同步先回滾再差異化同步策略中會講 |
| Vote:投票 | leader選舉刷喜，必須通過投票來實現(xiàn)。當(dāng)集群中的機(jī)器發(fā)現(xiàn)自己無法檢測到leader機(jī)器的時候立砸，就會開始嘗試進(jìn)行投票 |
| Quorum:過半機(jī)器數(shù) | 可以把這個術(shù)語理解為一個量詞掖疮，如果集群中總的機(jī)器數(shù)是n，那么Quorum=(n/2 + 1)颗祝，總數(shù)是3浊闪，Quorum就是2。 |
vote的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| id | 被推舉的leader的SID |
| zxid | 被推舉的leader的事務(wù)ID |
| electionEpoch | 邏輯時鐘螺戳，用來判斷多個投票是否在通一輪選舉周期中搁宾。該值再服務(wù)端是一個自增序列。每次進(jìn)入新的一輪投票后倔幼，都會對該值進(jìn)行+1 |
| peerEpoch | 被推舉的leader的epoch |
| state | 當(dāng)前服務(wù)器的狀態(tài) |
服務(wù)器狀態(tài)
| 狀態(tài) | 說明 |
|---|---|
| looking | 尋找leader狀態(tài)盖腿。當(dāng)服務(wù)器處于該狀態(tài)時，它會認(rèn)為當(dāng)前集群中沒有l(wèi)eader损同，因此需要進(jìn)入leader選舉流程 |
| following | 跟隨者狀態(tài)翩腐，表明該服務(wù)器的角色是leader |
| leading | 領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)，表明該服務(wù)器的角色是leader |
| observing | 觀察者狀態(tài)膏燃，表明該服務(wù)器的角色是observer |
laader選舉
選舉的原則：
- 誰ZXID大茂卦，選誰。（最新的session）
- ZXID一樣大组哩，誰SID大選誰等龙。
開始第一次投票
投票中包含了兩個最基本的信息：所推舉服務(wù)器的SID和所推舉服務(wù)器的ZXID。以(SID, ZXID)表示禁炒。舉例而咆，如果當(dāng)前服務(wù)器要推舉SID為1，ZXID為8的服務(wù)器成為leader幕袱，那么它這次投票信息可以表示為(1,8)暴备。
注：第一次投票，都是投給自己们豌。
現(xiàn)在假設(shè)zk由5臺機(jī)器組成涯捻，SID分別為1浅妆，2，3障癌，4凌外，5，ZXID分別為9涛浙，9康辑，9，8轿亮，8疮薇。并且此時leader是SID為2的機(jī)器。某一時刻1和2出現(xiàn)故障我注，開始進(jìn)行l(wèi)eader選舉
在第一次投票的時候按咒，都投自己。3投(3,9)但骨，4投(4,8)励七，5投(5, 8)
投票變更
集群中每臺機(jī)器發(fā)出自己的投票后，也會接收其他機(jī)器的投票奔缠。
收到其他機(jī)器的(SID, ZXID)后掠抬，都會跟自己的(SID, ZXID)比較。按照選舉規(guī)則添坊。
- server3剿另，收到(4,8)和(5,8)，自己是(3,9)贬蛙，先比ZXID雨女，自己是9，最大阳准，不變更氛堕，將(3,9)發(fā)出去。
- server4野蝇，收到(3,9)和(5,8)讼稚，因為9比自己大，變更投票為(3,9)绕沈，將這個變更投票發(fā)出去锐想。
- server5，收到(3,9)和(4,8)乍狐，因為9比自己大赠摇，變更投票為(3,9)，將這個變更投票發(fā)出去。
確定leader
經(jīng)過第二次投票后藕帜，集群中的每臺機(jī)器又會收到其他所有機(jī)器的投票烫罩，這個時候就要計算了票數(shù)了。
只要有一臺機(jī)器收到了超過半數(shù)的相同的投票洽故，那么這個投票對應(yīng)的SID機(jī)器即為leader贝攒。
本例子中，每臺服務(wù)器會收到兩次(3,9)的投票时甚，所以server3當(dāng)選leader隘弊。
leader選舉技術(shù)細(xì)節(jié)QuorumCnxManager:網(wǎng)絡(luò)I/O
zk處理所有選舉相關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接。就是這個QuorumCnxManager撞秋。
在每臺服務(wù)器啟動的時候长捧，都會啟動一個QuorumCnxManager，負(fù)責(zé)各臺服務(wù)器之間的leader選舉過程中的底層網(wǎng)絡(luò)通信吻贿。
QuorumCnxManager維護(hù)了一系列的消息隊列，用于保存接收到的哑子、待發(fā)送的消息舅列，以及消息的發(fā)送器。
| 屬性 | 解釋 |
|---|---|
| recvQueue | 消息接收隊列卧蜓，用于存放那些從其他服務(wù)器收到的消息 |
| sendQueue | 消息發(fā)送隊列帐要，用于存放待發(fā)送的消息 |
| queueSendMap | 消息發(fā)送隊列，用于保存那些待發(fā)送的消息弥奸。它是一個map榨惠，按照SID分組，分別為每臺機(jī)器分配一個單獨的隊列盛霎，從而保證各臺服務(wù)器之間的消息發(fā)送互不影響 |
| senderWorkerMap | 發(fā)送器集合赠橙。也是按照SID進(jìn)行分組。每個senderWorker發(fā)送器愤炸，都對應(yīng)一臺zk服務(wù)器期揪，負(fù)責(zé)消息的發(fā)送。 |
| lastMessageSent | 最近發(fā)送過的消息规个。在這個集合中凤薛，為每個SID保存最近發(fā)送過的一個消息 |
| workerReceiver | 選票接收器。該數(shù)據(jù)會不斷的從QuorumCnxManager接收其他服務(wù)器的選舉消息诞仓，并轉(zhuǎn)換成自己最終的投票（根據(jù)選舉規(guī)則）缤苫，然后保存到recvQueue隊列中。如果發(fā)現(xiàn)該外部投票的輪次小于當(dāng)前服務(wù)器墅拭，忽略這個投票活玲。如果發(fā)現(xiàn)這個投票來自observer，也忽略該投票 |
