Zab系列9 消息顺序性

Zab系列博客

Raft Vs Zab
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Zab系列1 核心概念
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Zab系列2 角色和存储
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Zab系列3 选举
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Zab系列5 选举恢复（源码分析）
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Zab系列6 zk单机版工作原理
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Zab系列7 集群工作原理Leader篇
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Zab系列8 集群工作原理Follower篇
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Zab系列9 消息顺序性
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概括

Zab消息顺序性有两种概念：

1. 同一个用户发起的两个事务操作，那么后发起的可以覆盖前面一个。比如X-->3，X-->4，那么最终内存树中的结果必须是X=4

2. 同一个用户发起一个事务操作，一个查询操作，那么如果查询在后面发起的话，那么查询的应该是最新的数据，比如之前X-->3，发起操作 X-->4，查询X，那么X的值应该是4

第一种场景的有序性实现方案：leader按照先后顺序对收到的事务操作分配一个严格自增的zxid，所有的proposal在复制阶段（涉及到持久化，所以比较耗时）不需要遵守严格的顺序，但是在commit的时候，必须严格按照顺序commit，通过加锁实现。执行commit的时候，是单线程处理后续的所有的操作：更新lastProcessZxid、事务命令运用到内存树、反馈客户端响应。从而保证连续事务操作的有序性

第二种场景是根据CommitProcessor.queuedRequests的有序性保证的。所有的请求都会被存到这个队列里面，而且是按照单线程执行，执行到事务操作的时候，需要等待Ack完成。

连续事务操作保证有序性

1. 事务消息在leader刚收到的时候，会赋予一个自增的 zxid编号。Zab维护就是所有的命令会按照Zxid自增的方式进行commit、Apply、response。
   而且zxid的自增也是可以保证原子性的，类型是AtomicLong

CreateRequest create2Request = new CreateRequest();
pRequest2Txn(request.type, zks.getNextZxid(), request, create2Request, true);

ZookeeperServer.java
private final AtomicLong hzxid = new AtomicLong(0);
    long getNextZxid() {
        return hzxid.incrementAndGet();
    }

2. 事务消息的处理是放在一个先进先出的有序阻塞队列当中的，挨个处理的

3. 事务消息的commit有严格的顺序，如果前1个消息没被处理，那么该消息也无法提交，而且这个方法是加锁的，也就是只有前1个消息被彻底commit之后，下一个消息才有机会提交。同时该方法也确保了在toBeApplied中的顺序。也确保了在CommitProcessor.committedRequests的顺序

tryToCommit
  synchronized public boolean tryToCommit(Proposal p, long zxid, SocketAddress followerAddr) {
       if (outstandingProposals.containsKey(zxid - 1)) return false;
        if (!p.hasAllQuorums()) {
           return false;
        }
outstandingProposals.remove(zxid);

        if (p.request != null) {
             toBeApplied.add(p);
        }

            commit(zxid);
            inform(p);
        zk.commitProcessor.commit(p.request);
}

4. 最最关键是从CommitProcessor开始，后面的ToBeAppliedRequestProcessor、FinalRequestProcessor 都是单线程运行的。而CommitProcessor是从可以保证严格顺序的committedRequests里面捞取已经提交过了的数据的。

这种模式可以确保：所有的Proposal可以按照 Zxid自增的顺序commit，变更lastProcessZxid、运用事务命令到内存树中、顺序反馈给用户操作结果。