09 一致性協議 zab協議

3 leader選舉

4 observer角色及其配置

zab協議的全稱是 zookeeper atomic broadcast （zookeeper原子廣播）。 zookeeper 是通過 zab協議來保證分布式事務的最終一致性

基於zab協議，zookeeper集群中的角色主要有以下三類，如下表所示：

角色描述

leader （領導者）

領導者負責進行投票的發起和決議，更新系統狀態

follower（跟隨者）

用於接受客戶請求，並向客戶端返回結果，並在選主過程中參與投票

observer（觀察者）

不參與投票，只同步leader的狀態，observer是為了擴充套件系統，提供讀取速度

zab廣播模式工作原理，通過類似兩階段提交協議的方式解決資料一致性：

zk的集群當中，每乙個節點都會儲存乙份資料的副本，所以無論客戶端請求到哪個節點都可以獲取到資料

寫操作只能leader節點完成，即使是其他節點接受到寫操作請求，也會**給leader節點

leader從客戶端收到乙個寫請求（或者其他節點的**的寫請求）

leader生成乙個新的事務並為這個事務生成乙個唯一的zxid

leader將這個事務提議(propose)傳送給所有的follows節點

follower節點將收到的事務請求加入到歷史佇列(history queue)中,並傳送ack給 leader

當leader收到大多數follower（半數以上節點）的ack訊息，leader會傳送commit請求

當follower收到commit請求時，從歷史佇列中將事務請求commit

在集群初始化階段，當有一台伺服器server1啟動時，其單獨無法進行和完成 leader選舉，當第二台伺服器server2啟動時，此時兩台機器可以相互通訊，每台機器都試圖找到leader，於是進入leader選舉過程。選舉過程如下:

每個server發出乙個投票。由於是初始情況，server1和server2都會將自己作為 leader伺服器來進行投票，每次投票會包含所推舉的伺服器的myid和zxid(事務id)，使用 (myid, zxid)來表示，此時server1的投票為(1, 0)，server2的投票為(2, 0)，然後各自將這個投票發給集群中其他機器。

集群中的每台伺服器接收來自集群中各個伺服器的投票。

處理投票。針對每乙個投票，伺服器都需要將別人的投票和自己的投票進行pk，pk 規則如下

統計投票。每次投票後，伺服器都會統計投票資訊，判斷是否已經有過半機器接受到相同的投票資訊，對於server1、server2而言，都統計出集群中已經有兩台機器接受了(2, 0)的投票資訊，此時便認為已經選出了leader

改變伺服器狀態。一旦確定了leader，每個伺服器就會更新自己的狀態，如果是 follower，那麼就變更為following，如果是leader，就變更為leading

在zookeeper執行期間，leader與非leader伺服器各司其職，即便當有非leader 伺服器宕機或新加入，此時也不會影響leader，但是一旦leader伺服器掛了，那麼整個集群將暫停對外服務，進入新一輪leader選舉，其過程和啟動時期的leader選舉過程基本一致。

假設正在執行的有server1、server2、server3三颱伺服器，當前leader是 server2，若某一時刻leader掛了，此時便開始leader選舉。選舉過程如下:

變更狀態。leader掛後，餘下的伺服器都會將自己的伺服器狀態變更為looking，然後開始進入leader選舉過程。

每個server會發出乙個投票。在執行期間，每個伺服器上的zxid可能不同，此時假定 server1的zxid為122，server3的zxid為122，在第一輪投票中，server1和server3 都會投自己，產生投票(1, 122)，(3, 122)，然後各自將投票傳送給集群中所有機器。

接收來自各個伺服器的投票。與啟動時過程相同

處理投票。與啟動時過程相同，此時，server3將會成為leader。

統計投票。與啟動時過程相同。

改變伺服器的狀態。與啟動時過程相同。

為什麼先比較事務id？因為事務id大，表示當前伺服器最近接受到客戶端的請求，保證資料不會丟失。

observer角色特點：

為了使用observer角色，在任何想變成observer角色的配置檔案中加入如下配置：

peertype=observer

並在所有server的配置檔案中，配置成observer模式的server的那行配置追加:observer，例如：

#server.a=b:c:d #a：是乙個數字，表示這個是伺服器的編號 #c：zookeeper伺服器之間的通訊埠 #d：leader選舉的埠

server.3=192.168.60.130:2289:3389:observer

09 一致性協議 zab協議

Zookeeper的一致性協議 Zab協議

一致性協議

一致性協議

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