zookeeper集群leader選舉演算法分析
詳細說明了乙個zk集群如何進行leader選舉
當zk集群中有一台伺服器出現以下2種情況時, 整個集群則會進入leader選舉.
1. 伺服器初始化啟動
2. 伺服器執行期間無法和leader保持鏈結
當一台機器進入leader選舉流程時, 當前集群可能會處於以下2種狀態
1. 集群中本身就存在乙個leader
2. 集群中目前不存在leader
下面從第一種情況開始分析(集群中本身就存在乙個leader).
由於集群已經存在leader, 當該機器嘗試選舉leader時, 會被告知當前leader的資訊, 對於該機器來說, 只需要和leader建立連線, 進行狀態同步.
第二種情況(集群中leader不存在情況),如何進行leader選舉.
通常有2種情況會出現leader不存在情況,
1. 整個集群剛初始化啟動, 此時尚無leader產生
2. 集群執行期間, leader伺服器down掉.
此2種情況, 都會造成集群需要選舉leader, 此時集群狀態為"looking",指的是正在嘗試選舉leader,當一台機器處於"looking"狀態時, 它回向所有其他伺服器傳送訊息, 這個訊息就是"投票".
投票訊息中包含2個基本資訊,
1. sid: 被推薦伺服器的sid
2. zxid: 被推薦伺服器的事物id
下面以(sid,zxid)來標識一次投票資訊, e.g.
當前伺服器要推舉sid為1, zxid為8的伺服器成為leader, 則他本次投票資訊可表示(1,8)
假設當前zk集群有5臺伺服器, sid分別為1, 2, 3,4,5, zxid分別為9,9,9,8,8. 而此時sid為2的伺服器為leader.
某一刻, sid為1和2所在機器出現故障, 集群處於無leader情況, 開始進行leader選舉.
第一次投票, 由於無法檢測到集群中其他機器資訊, 每台機器都將自己作為推舉物件進行投票,
投票結果為:(3,9),(4,8),(5,8)
變更投票
完成上一次投票之後,基於如下篩選規則進行下一輪選舉, 便於描述此篩選規則,首選定義如下術語.
vote_sid:接收到的投票中所推舉leader伺服器的sid
vote_zxid:接受到的投票中所推舉leader伺服器的zxid
self_sid:當前伺服器自己的sid
self-zxid:當前伺服器自己的zxid
每次收到的投票處理, 都是乙個對(vote_id,vote_zxid)和(self_sid,self_zxid)對比的過程.
leader_
if vote_zxid>self_zxid
leader_ = vote_
if vote_zxidleader_=self_
if vote_zxid=self_zxid
根據如上規則, 得出該集群的投票變更過程:
經過第二輪投票後, 如果一台機器收到了超過半數的相同的票數,則這個投票對應的機器成為新leader.
最終結果, 確定server3為leader.
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