Zookeeper深入原理

1、系統(tǒng)模型

1.1、數(shù)據(jù)模型

Zookeeper 的視圖結(jié)構(gòu)是一個樹形結(jié)構(gòu)她君，樹上的每個節(jié)點(diǎn)稱之為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（即 ZNode）静稻，每個ZNode 上都可以保存數(shù)據(jù)警没，同時還可以掛載子節(jié)點(diǎn)。并且Zookeeper的根節(jié)點(diǎn)為 "/"振湾。

zookeeper數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).png

1.2杀迹、節(jié)點(diǎn)類型

在 Zookeeper 中，每個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都是有生命周期的押搪，其生命周期的長短取決于數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)類型树酪。在 Zookeeper 中有如下幾類節(jié)點(diǎn)：

節(jié)點(diǎn)類型 說明
持久節(jié)點(diǎn)（PERSISTENT） 指該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被創(chuàng)建后浅碾，就會一直存在于 Zookeeper 服務(wù)器上，直到有刪除操作來主動清除這個節(jié)點(diǎn)续语。
持久順序節(jié)點(diǎn)（PERSISTENT_SEQUENTIAL） 基本特性和持久節(jié)點(diǎn)是一致的垂谢，額外的特性表現(xiàn)在順序性上，在 Zookeeper 中疮茄，每個父節(jié)點(diǎn)都會為它的第一級子節(jié)點(diǎn)維護(hù)一份順序滥朱，用于記錄下每個子節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的先后順序×κ裕基于這個順序特性徙邻，在創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)的時候，可以設(shè)置這個標(biāo)記懂版，那么在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)過程中鹃栽，Zookeeper 會自動為給定節(jié)點(diǎn)名加上一個數(shù)字后綴，作為一個新的躯畴、完整的節(jié)點(diǎn)名民鼓。另外需要注意的是，這個數(shù)字后綴的上限是整型的最大值蓬抄。
臨時節(jié)點(diǎn)（EPHEMERAL） 臨時節(jié)點(diǎn)的生命周期和客戶端的會話綁定在一起丰嘉，如果客戶端會話失效，那么這個節(jié)點(diǎn)就會被自動清理掉嚷缭。另外饮亏，Zookeeper 規(guī)定了不能基于臨時節(jié)點(diǎn)來創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)，即臨時節(jié)點(diǎn)只能作為葉子節(jié)點(diǎn)阅爽。
臨時順序節(jié)點(diǎn)（EPHEMERAL_SEQUENTIAL） 基本特性和臨時節(jié)點(diǎn)一致路幸，只是添加了順序的特性。

1.3付翁、狀態(tài)信息

每個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中除了存儲了數(shù)據(jù)內(nèi)容之外简肴，還存儲了數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)本身的一些狀態(tài)信息（State）。

狀態(tài)屬性 說明
cZxid 即 Create ZXID百侧，表示該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被創(chuàng)建時的事務(wù)ID砰识。
ctime 即 Create Time，表示該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被創(chuàng)建的時間佣渴。
mZxid 即 Modified ZXID辫狼，表示該節(jié)點(diǎn)最后一次被更新時的事務(wù)ID。
mtime 即 Modified Time辛润，表示該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)最后一次被更新的時間膨处。
pZxid 表示該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)列表最后一次被修改時的事務(wù)ID。注意，只有子節(jié)點(diǎn)列表變更了才會變更 pZxid真椿，子節(jié)點(diǎn)內(nèi)容變更不會影響pZxid秦叛。
cversion 表示子節(jié)點(diǎn)的版本號。
dataVersion 表示數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的版本號瀑粥。
aclVersion 表示節(jié)點(diǎn)的 ACL 版本號。
ephemeralOwner 創(chuàng)建該臨時節(jié)點(diǎn)的會話的sessionID三圆。如果該節(jié)點(diǎn)是持久節(jié)點(diǎn)狞换，那么這個屬性值為0。
dataLength 表示數(shù)據(jù)內(nèi)容的長度舟肉。
numChildren 表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)個數(shù)修噪。

1.4、ZXID

在Zookeeper 中路媚，事務(wù)是指能夠改變 Zookeeper 服務(wù)器狀態(tài)的操作黄琼，我們也稱之為事務(wù)操作或更新操作，一般包括數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建與刪除整慎、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)容更新和客戶端會話創(chuàng)建與失效等操作脏款。對于每一個事務(wù)請求，Zookeeper 都會為其分配一個全局唯一的事務(wù)ID裤园，用 ZXID 來表示撤师，通常是一個 64 位的數(shù)字。每一個 ZXID 對應(yīng)一次更新操作拧揽，從這些 ZXID 中可以間接地識別出 Zookeeper 處理這些更新操作請求的全局順序剃盾。

ZXID 是一個 64 位的數(shù)字，其中低 32 位可以看作是一個簡單的單調(diào)遞增的計(jì)數(shù)器淤袜，針對客戶端的每一個事務(wù)請求痒谴，Leader 服務(wù)器在產(chǎn)生一個新的事務(wù) Proposal 的時候，都會對該計(jì)數(shù)器進(jìn)行加 1 操作铡羡；而高 32 位則代表了 Leader 周期 epoch 的編號积蔚，每當(dāng)選舉產(chǎn)生一個新的 Leader 服務(wù)器，就會從這個 Leader 服務(wù)器上取出其本地日志中最大事務(wù) Proposal 的 ZXID蓖墅，并從該 ZXID 中解析出對應(yīng)的 epoch 值库倘，然后再對其進(jìn)行加 1 操作，之后就會以此編號作為新的 epoch论矾，并將低 32 位置 0 來開始生成新的 ZXID教翩。

1.5、版本

Zookeeper 中為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)引入了版本的概念贪壳，每個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都具有三種類型的版本信息（在上面的狀態(tài)信息中已經(jīng)介紹了三種版本信息代表的意思）饱亿，對數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的任何更新操作都會引起版本號的變化。其中我們以 dataVersion 為例來說明。在一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被創(chuàng)建完畢之后彪笼，節(jié)點(diǎn)的dataVersion 值是 0钻注，表示的含義是 ”當(dāng)前節(jié)點(diǎn)自從創(chuàng)建之后，被更新過 0 次“配猫。如果現(xiàn)在對該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行更新操作幅恋，那么隨后，dataVersion 的值就會變成 1泵肄。即表示的是對數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容的變更次數(shù)捆交。

版本的作用是用來實(shí)現(xiàn)樂觀鎖機(jī)制中的 “寫入校驗(yàn)” 的。例如腐巢，當(dāng)要修改數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容時品追，帶上版本號，如果數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的版本號與傳入的版本號相等冯丙，就進(jìn)行修改肉瓦，否則修改失敗。

1.6胃惜、Watcher

1.6.1泞莉、概述

Zookeeper 提供了分布式數(shù)據(jù)的發(fā)布/訂閱功能。一個典型的發(fā)布/訂閱模型系統(tǒng)定義了一種一對多的訂閱關(guān)系蛹疯，能夠讓多個訂閱者同時監(jiān)聽某一個主題對象戒财，當(dāng)這個主題對象自身狀態(tài)變化時，會通知所有訂閱者捺弦，使它們能夠做出相應(yīng)的處理饮寞。在 Zookeeper 中，引入了 Watcher 機(jī)制來實(shí)現(xiàn)這種分布式的通知功能列吼。Zookeeper 允許客戶端向服務(wù)端注冊一個 Watcher 監(jiān)聽幽崩，當(dāng)服務(wù)端的一些指定事件觸發(fā)了這個 Watcher，那么就會向指定客戶端發(fā)送一個事件通知來實(shí)現(xiàn)分布式的通知功能寞钥。

Watcher.png

從上圖可以看出 Zookeeper 的 Watcher 機(jī)制主要包括客戶端線程慌申、客戶端WatchMananger 和 Zookeeper 服務(wù)器三部分。在具體工作流程上理郑，簡單地講蹄溉，客戶端在向 Zookeeper 服務(wù)器注冊 Watcher 的同時，會將 Watcher 對象存儲在客戶端的 WatchMananger 中您炉。當(dāng) Zookeeper 服務(wù)器端觸發(fā) Watcher 事件后柒爵，會向客戶端發(fā)送通知，客戶端線程從 WatchManager 中取出對應(yīng)的 Watcher 對象來執(zhí)行回調(diào)邏輯赚爵。

1.6.2棉胀、Watcher特性
  • 一次性：表示無論是服務(wù)端還是客戶端法瑟，一旦一個 Watcher 被觸發(fā)，Zookeeper 都會將其從相應(yīng)的存儲中移除唁奢。因此霎挟，開發(fā)人員在 Watcher 的使用上要記住的一點(diǎn)是需要反復(fù)注冊。
  • 客戶端串行執(zhí)行：客戶端 Watcher 回調(diào)的過程是一個串行同步的過程麻掸，這為我們保證了順序酥夭，同時，需要開發(fā)人員注意的一點(diǎn)是脊奋，千萬不要因?yàn)橐粋€ Watcher 的處理邏輯影響了整個客戶端的 Watcher 回調(diào)采郎。
  • 輕量：WatchedEvent 是 Zookeeper 整個 Watcher 通知機(jī)制的最小通知單元，這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中只包含三部分內(nèi)容：通知狀態(tài)狂魔、事件類型和節(jié)點(diǎn)路徑。也就是說淫痰，Watcher通知非常簡單最楷，只會告訴客戶端發(fā)生了事件，而不會說明事件的具體內(nèi)容待错。
1.6.3籽孙、watcher接口設(shè)計(jì)

Watcher是一個接口，任何實(shí)現(xiàn)了Watcher接口的類就是一個新的Watcher火俄。Watcher內(nèi)部包含了兩個枚舉類：KeeperState犯建、EventType

  • Watcher通知狀態(tài)(KeeperState)

    KeeperState是客戶端與服務(wù)端連接狀態(tài)發(fā)生變化時對應(yīng)的通知類型。路徑為org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState瓜客，是一個枚舉類适瓦，其枚舉屬性如下：

枚舉屬性 說明
SyncConnected 客戶端與服務(wù)器正常連接時
Disconnected 客戶端與服務(wù)器斷開連接時
Expired 會話session失效時
AuthFailed 身份認(rèn)證失敗時

  • Watcher事件類型(EventType)

    EventType是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(znode)發(fā)生變化時對應(yīng)的通知類型。EventType變化時KeeperState永遠(yuǎn)處于SyncConnected通知狀態(tài)下谱仪；當(dāng)KeeperState發(fā)生變化時玻熙，EventType永遠(yuǎn)為None。其路徑為org.apache.zookeeper.Watcher.Event.EventType疯攒，是一個枚舉類嗦随，枚舉屬性如下：

枚舉屬性 說明
None 無
NodeCreated Watcher監(jiān)聽的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被創(chuàng)建時
NodeDeleted Watcher監(jiān)聽的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)被刪除時
NodeDataChanged Watcher監(jiān)聽的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)容發(fā)生變更時(無論內(nèi)容數(shù)據(jù)是否變化)
NodeChildrenChanged Watcher監(jiān)聽的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)列表發(fā)生變更時

注：客戶端接收到的相關(guān)事件通知中只包含狀態(tài)及類型等信息，不包括節(jié)點(diǎn)變化前后的具體內(nèi)容敬尺，變化前的數(shù)據(jù)需業(yè)務(wù)自身存儲枚尼，變化后的數(shù)據(jù)需調(diào)用get等方法重新獲取砂吞；

1.6.4署恍、捕獲相應(yīng)的事件

上面講到zookeeper客戶端連接的狀態(tài)和zookeeper對znode節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽的事件類型，下面我們來講解如何建立zookeeper的watcher監(jiān)聽呜舒。在zookeeper中采用zk.getChildren(path, watch)锭汛、zk.exists(path, watch)笨奠、zk.getData(path, watcher, stat)這樣的方式為某個znode注冊監(jiān)聽。

下表以node-x節(jié)點(diǎn)為例唤殴，說明調(diào)用的注冊方法和可監(jiān)聽事件間的關(guān)系：

注冊方式 Created ChildrenChanged Changed Deleted
zk.exists(“/node-x”,watcher) 可監(jiān)控 可監(jiān)控 可監(jiān)控
zk.getData(“/node-x”,watcher) 可監(jiān)控 可監(jiān)控
zk.getChildren(“/node-x”,watcher) 可監(jiān)控 可監(jiān)控

1.7般婆、ACL

Zookeeper 中提供了一套完善的 ACL（Access Control List）權(quán)限控制機(jī)制來保障數(shù)據(jù)的安全。

1.7.1朵逝、概述

ACL 由三部分組成蔚袍，分別是：權(quán)限模式（Scheme）、授權(quán)對象（ID）和權(quán)限（Permission）配名，通常使用“scheme: ?id:permission”來標(biāo)識一個有效的ACL 信息啤咽。下面分別介紹：

  1. 權(quán)限模式（Scheme）

    方案 說明
    world 只有一個用戶：anyone，代表登錄 Zookeeper 所有人（默認(rèn)）
    ip 對客戶端使用IP地址認(rèn)證渠脉。
    auth 使用已添加認(rèn)證的用戶認(rèn)證宇整。
    digest 使用“用戶名:密碼”方式認(rèn)證。

  1. 授權(quán)對象（ID）

    授權(quán)對象ID是指芋膘，權(quán)限賦予的實(shí)體鳞青，例如：IP 地址或用戶。

  1. 權(quán)限（Permission）

    權(quán)限 ACL簡寫 描述
    create c 可以創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)为朋。
    delete d 可以刪除子節(jié)點(diǎn)（僅下一級節(jié)點(diǎn)）臂拓。
    read r 可以讀取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)或子節(jié)點(diǎn)列表。
    write w 可以對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新操作习寸。
    admin a 可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)訪問控制列表權(quán)限胶惰。
1.7.2、特性
  • zooKeeper的權(quán)限控制是基于每個znode節(jié)點(diǎn)的霞溪，需要對每個節(jié)點(diǎn)設(shè)置權(quán)限孵滞。
  • 每個znode支持設(shè)置多種權(quán)限控制方案和多個權(quán)限。
  • 子節(jié)點(diǎn)不會繼承父節(jié)點(diǎn)的權(quán)限鸯匹，客戶端無權(quán)訪問某節(jié)點(diǎn)剃斧，但可能可以訪問它的子節(jié)點(diǎn)。
1.7.3忽你、案例

  • world授權(quán)模式

    命令

    setAcl <path> world:anyone:<acl>

    案例

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] create /node1 "node1"
Created /node1
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] getAcl /node1
'world,'anyone
: cdrwa
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] setAcl /node1 world:anyone:crwa
cZxid = 0x100000004
ctime = Fri May 29 14:31:54 CST 2020
mZxid = 0x100000004
mtime = Fri May 29 14:31:54 CST 2020
pZxid = 0x100000004
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

  • IP授權(quán)模式

    命令

    setAcl <path> ip:<ip>:<acl>

    案例

    注意：遠(yuǎn)程登錄zookeeper命令:./zkCli.sh -server ip

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 18] create /node2 "node2"
Created /node2

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 23] setAcl /node2 ip:192.168.150.101:cdrwa
cZxid = 0xe
ctime = Fri Dec 13 22:30:29 CST 2019
mZxid = 0x10
mtime = Fri Dec 13 22:33:36 CST 2019
pZxid = 0xe
cversion = 0
dataVersion = 2
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 20
numChildren = 0

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 25] getAcl /node2
'ip,'192.168.150.101
: cdrwa

#使用IP非 192.168.150.101 的機(jī)器
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] get /node2
Authentication is not valid : /node2 #沒有權(quán)限

  • Auth授權(quán)模式

    命令

    addauth digest <user>:<password> #添加認(rèn)證用戶
setAcl <path> auth:<user>:<acl>

    案例

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] create /node3 "node3"
Created /node3

#添加認(rèn)證用戶
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] addauth digest ld:123456

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 8] setAcl /node3 auth:ld:cdrwa
cZxid = 0x10000000c
ctime = Fri May 29 14:47:13 CST 2020
mZxid = 0x10000000c
mtime = Fri May 29 14:47:13 CST 2020
pZxid = 0x10000000c
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] getAcl /node3
'digest,'ld:kesl2p6Yx58a+/mP+TKSFZkzkZ0=
: cdrwa

#添加認(rèn)證用戶后可以訪問
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 10] get /node3
node3
cZxid = 0x10000000c
ctime = Fri May 29 14:47:13 CST 2020
mZxid = 0x10000000c
mtime = Fri May 29 14:47:13 CST 2020
pZxid = 0x10000000c
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

  • Digest授權(quán)模式

    命令

    setAcl <path> digest:<user>:<password>:<acl>

    這里的密碼是經(jīng)過SHA1及BASE64處理的密文幼东，在SHELL中可以通過以下命令計(jì)算：

    echo -n <user>:<password> | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64

    先來計(jì)算一個密文

    echo -n monkey:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64

    案例

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 12] create /node4 "node4"
Created /node4

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 13] setAcl /node4 digest:monkey:Rk6u/zJJdOYrTZ6+J0p4/4gTILg=:cdrwa
cZxid = 0x10000000e
ctime = Fri May 29 14:52:50 CST 2020
mZxid = 0x10000000e
mtime = Fri May 29 14:52:50 CST 2020
pZxid = 0x10000000e
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

#沒有權(quán)限無法讀取
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] getAcl /node4
Authentication is not valid : /node4

#添加認(rèn)證用戶
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 15] addauth digest monkey:123456

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 16] getAcl /node4               
'digest,'monkey:Rk6u/zJJdOYrTZ6+J0p4/4gTILg=
: cdrwa

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] get /node4
node4
cZxid = 0x10000000e
ctime = Fri May 29 14:52:50 CST 2020
mZxid = 0x10000000e
mtime = Fri May 29 14:52:50 CST 2020
pZxid = 0x10000000e
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

  • 多種模式授權(quán)

    同一個節(jié)點(diǎn)可以同時使用多種模式授權(quán)

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 18] create /node5 "node5"
Created /node5
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] addauth digest ld:123456
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 20] setAcl /node5 ip:192.168.150.101:cdrwa,auth:ld:cdrwa
cZxid = 0x100000010
ctime = Fri May 29 14:56:38 CST 2020
mZxid = 0x100000010
mtime = Fri May 29 14:56:38 CST 2020
pZxid = 0x100000010
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 1
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 5
numChildren = 0

1.7.4、ACL 超級管理員

zookeeper的權(quán)限管理模式有一種叫做super科雳，該模式提供一個超管可以方便的訪問任何權(quán)限的節(jié)點(diǎn)

假設(shè)這個超管是：super:admin根蟹，需要先為超管生成密碼的密文

echo -n super:admin | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64

那么打開zookeeper目錄下的/bin/zkServer.sh服務(wù)器腳本文件，找到如下一行：

nohup $JAVA "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}"

這就是腳本中啟動zookeeper的命令糟秘，默認(rèn)只有以上兩個配置項(xiàng)简逮，我們需要加一個超管的配置項(xiàng)

"-Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs="

那么修改以后這條完整命令變成了

nohup $JAVA "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}" "-Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs="\
    -cp "$CLASSPATH" $JVMFLAGS $ZOOMAIN "$ZOOCFG" > "$_ZOO_DAEMON_OUT" 2>&1 < /dev/null &

之后啟動zookeeper,輸入如下命令添加權(quán)限

addauth digest super:admin #添加認(rèn)證用戶

2、Leader 選舉

2.1尿赚、服務(wù)器狀態(tài)

  • looking：尋找leader狀態(tài)散庶。當(dāng)服務(wù)器處于該狀態(tài)時蕉堰，它會認(rèn)為當(dāng)前集群中沒有Leader，因此需要進(jìn)入 Leader 選舉流程悲龟。
  • leading：領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)屋讶。表明當(dāng)前服務(wù)器角色是leader。
  • following：跟隨者狀態(tài)须教。表明當(dāng)前服務(wù)器角色是follower皿渗。
  • observing：觀察者狀態(tài)。表明當(dāng)前服務(wù)器角色是observer轻腺。

2.2乐疆、服務(wù)器啟動時期的 Leader 選舉

在服務(wù)器集群初始化階段，我們以 3 臺機(jī)器組成的服務(wù)器集群為例贬养，當(dāng)有一臺服務(wù)器server1 啟動的時候挤土，它是無法進(jìn)行 Leader 選舉的，當(dāng)?shù)诙_機(jī)器 server2 也啟動時误算，此時這兩臺服務(wù)器已經(jīng)能夠進(jìn)行互相通信耕挨，每臺機(jī)器都試圖找到一個 Leader，于是便進(jìn)入了 Leader 選舉流程尉桩。

  1. 每個server發(fā)出一個投票。由于是初始情況贪庙，server1和server2都會將自己作為leader服務(wù)器來進(jìn)行投票蜘犁，每次投票會包含所推舉的服務(wù)器的myid和zxid，使用(myid, zxid)來表示止邮，此時server1的投票為(1, 0)这橙，server2的投票為(2, 0)，然后各自將這個投票發(fā)給集群中其他機(jī)器导披。

  2. 集群中的每臺服務(wù)器接收來自集群中各個服務(wù)器的投票屈扎。

  3. 處理投票。針對每一個投票撩匕，服務(wù)器都需要將別人的投票和自己的投票進(jìn)行pk鹰晨，pk規(guī)則如下

    • 優(yōu)先檢查zxid。zxid比較大的服務(wù)器優(yōu)先作為leader止毕。
    • 如果zxid相同模蜡，那么就比較myid。myid較大的服務(wù)器作為leader服務(wù)器扁凛。

    ? 對于Server1而言忍疾，它的投票是(1, 0)，接收Server2的投票為(2, 0)谨朝，首先會比較兩者的zxid卤妒，均為0甥绿，再比較myid，此時server2的myid最大则披，于是更新自己的投票為(2, 0)共缕，然后重新投票，對于server2而言收叶，其無須更新自己的投票骄呼，只是再次向集群中所有機(jī)器發(fā)出上一次投票信息即可。

  4. 統(tǒng)計(jì)投票判没。每次投票后蜓萄，服務(wù)器都會統(tǒng)計(jì)投票信息，判斷是否已經(jīng)有過半機(jī)器接受到相同的投票信息澄峰，對于server1嫉沽、server2而言，都統(tǒng)計(jì)出集群中已經(jīng)有兩臺機(jī)器接受了(2, 0)的投票信息俏竞，此時便認(rèn)為已經(jīng)選出了leader绸硕。

  5. 改變服務(wù)器狀態(tài)。一旦確定了leader魂毁，每個服務(wù)器就會更新自己的狀態(tài)玻佩，如果是follower，那么就變更為following席楚，如果是leader咬崔，就變更為leading。

2.3烦秩、服務(wù)器運(yùn)行時期的 Leader 選舉

在zookeeper運(yùn)行期間垮斯，leader與非leader服務(wù)器各司其職，即便當(dāng)有非leader服務(wù)器宕機(jī)或新加入只祠，此時也不會影響leader兜蠕，但是一旦leader服務(wù)器掛了，那么整個集群將暫停對外服務(wù)抛寝，進(jìn)入新一輪leader選舉熊杨，其過程和啟動時期的Leader選舉過程基本一致。

假設(shè)正在運(yùn)行的有server1盗舰、server2猴凹、server3三臺服務(wù)器，當(dāng)前l(fā)eader是server2岭皂，若某一時刻leader掛了郊霎，此時便開始Leader選舉。選舉過程如下:

  1. 變更狀態(tài)爷绘。leader掛后书劝，余下的非 Observer 服務(wù)器都會將自己的服務(wù)器狀態(tài)變更為looking进倍，然后開始進(jìn)入leader選舉過程。
  2. 每個server會發(fā)出一個投票购对。在運(yùn)行期間猾昆，每個服務(wù)器上的zxid可能不同，此時假定server1的zxid為123骡苞，server3的zxid為122垂蜗，在第一輪投票中，server1和server3都會投自己解幽，產(chǎn)生投票(1, 123)贴见，(3, 122)，然后各自將投票發(fā)送給集群中所有機(jī)器躲株。
  3. 接收來自各個服務(wù)器的投票片部。
  4. 處理投票。對于投票的處理霜定，和上面提到的服務(wù)器啟動期間的處理規(guī)則是一致的档悠。在這個例子里面，由于 Server1 的 zxid 為 123望浩，Server3 的 zxid 為 122辖所，那么顯然，Server1 會成為 Leader磨德。
  5. 統(tǒng)計(jì)投票缘回。
  6. 改變服務(wù)器狀態(tài)。

2.4剖张、Observer 角色及其設(shè)置

observer角色特點(diǎn)：

  1. 不參與集群的leader選舉
  2. 不參與集群中寫數(shù)據(jù)時的ack反饋

為了使用observer角色，在任何想變成observer角色的配置文件中加入如下配置：

peerType=observer

并在所有server的配置文件中揩环，配置成observer模式的server的那行配置追加:observer搔弄，例如：

server.3=192.168.60.130:2289:3389:observer
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