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选举机制

1. 第一次启动

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1.1 名称说明

  • SID:服务器ID。用来唯一标识一台ZooKeeper集群中的机器,每台机器不能重复,和myid一致。
  • ZXID:事务ID。ZXID是一个事务ID,用来标识一次服务器状态的变更。在某一时刻,集群中的每台机器的ZXID值不一定完全一致,这和ZooKeeper服务器对于客户端"更新请求"的处理逻辑有关。
  • Epoch:每个Leader任期的代号。没有Leader时同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加。

1.2 选举过程

  1. 服务器1启动,发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票,不够半数以上(一共3票),选举无法完成,服务器1状态保持为LOOKING;
  2. 服务器2启动,再发起一次选举。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myid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;
  3. 服务器3启动,发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器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;
  4. 服务器4启动,发起一次选举。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;
  5. 服务器5启动,同4一样当小弟。

2. 非第一次启动

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2.1 名称说明

  • SID:服务器ID。用来唯一标识一台ZooKeeper集群中的机器,每台机器不能重复,和myid一致。
  • ZXID:事务ID。ZXID是一个事务ID,用来标识一次服务器状态的变更。在某一时刻,集群中的每台机器的ZXID值不一定完全一致,这和ZooKeeper服务器对于客户端"更新请求"的处理逻辑有关。
  • Epoch:每个Leader任期的代号。没有Leader时同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加。

2.2 选举过程

  1. 当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时,就会开始进入Leader选举:
    • 服务器初始化启动。
    • 服务器运行期间无法和Leader保持连接。
  2. 当一台机器进入Leader选举流程时,当前集群也可能会处于以下两种状态:
    • 集群中本来就已经存在一个Leader。对于第一种已经存在Leader的情况,机器试图去选举Leader时,会被告知当前服务器的Leader信息,对于该机器来说,仅仅需要和Leader机器建立连接,并进行状态同步即可。
    • 集群中确实不存在Leader。
      假设ZooKeeper由5台服务器组成,SID分别为1、2、3、4、5,ZXID分别为8、8、8、7、7,并且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻, 3和5服务器出现故障,因此开始进行Leader选举。
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3. 选举机制总结

半数机制,超过半数的投票通过,即通过。

  1. 第一次启动选举规则:
    投票过半数时,服务器id大的胜出
  2. 第二次启动选举规则:
  • EPOCH大的直接胜出
  • EPOCH相同,事务id大的胜出
  • 事务id相同,服务器id大的胜出