Zookeeper选举机制

前言

Zookeeper为了保证各节点的协同工作，在工作时需要一个Leader角色，而Zookeerper默认采用FastLeaderElection算法,且投票数大于半数则胜出的机制。

相关概念

• 服务器ID
  这是在配置集群时设置的myid参数文件，且参数分别表示为服务器1、服务器2、服务器3，编号越大在FastLeaderElection算法的权重越大。
• 选举状态
  在选举过程中，Zookeeper服务器有四种状态，它们分别为竞选状态(Looking）、随从状态(Following,同步leader状态，参与投票)、观察状态（Observing,同步不leader状态，不参与投票)、领导者状态(Leader)。
• 数据id
  是服务器中存放的最新数据版本号，该值越大则说明数据越新，在选举过程中数据越新权重越大。
• 逻辑时钟
  通俗的讲，逻辑时钟被称为投票次数，同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的，逻辑时钟起始值为0，每投一次票，这个数据就会增加。如果某台机器宕机，那么这台机器不会参与投票，因此逻辑时钟会比其他的低。

选举机制类型

Zookeeper选举机制有两种类型，分别为全新集群选举和非全新集群选举，下面分别对两种类型进行详细讲解。

全新集群选举

全新集群选举是新建搭建起来的，没有数据ID和逻辑时钟的数据影响集群的选举。假设，目前有5台服务器，它们的编号分别是1-5,按编号依次启动Zoopeer服务，以下是全过程。

• 步骤1：服务器1启动，首先，会给自己投票；其次，发投票信息。由于其他机器还没有启动所以它无法收到投票的反馈信息，因此服务器1的状态一直属于Looking状态。
• 步骤2：服务器2的启动，首先，会给自己投票；其次在集群中启动的zookeeper服务的机器发起投票对比，这时它会与服务器1交换结果，由于服务器2的编号大，所以服务器2胜出，此时服务器1会将票投给服务器2，但此时服务器2的投票数并没有大于集群半数(2<5/2),所以两个服务器的状态依然是Looking状态。
• 步骤3：服务器3启动，首先会给自己投票；其次，与之前启动的服务器1、2交换信息 ，由于服务器3的编号最大所以服务器3胜出，那么服务器1、2会将票投给服务器3，此时投票数正好大于半数(3>5/2),所以服务器3成为领导者状态，服务器1、2称为追随者状态。
• 步骤4：服务器4启动，首先，给自己投票；其次，与之前启动的服务器1、2、3交换信息，尽管服务器4的编号大，但是服务器3已经胜出，所以服务器4只能成为追随者状态。
• 步骤5：服务器5启动，同服务器4一样，均成为追随者状态。

非全新集群选举

对于正常运行的Zookeeper集群，-一旦中途有服务器宕机，则需耍重新选举时，选举的过程中就需要引入服务器ID、数据ID和逻辑时钟。这是由于Zookeeper集群已经运行过一-段时间，那么服务器中就会存在运行的数据。下面来讲解非全新集群选举的过程。

• 步骤1：首先,统计逻辑时钟是否相同，逻辑时钟小，则说明途中可能存在宕机问题，因此数据不完整，那么该选举结果被忽略，重新投票选举;
• 步骤2：步骤2:其次，统- -逻辑时钟后，对比数据ID值，数据ID反应数据的新旧程度，因此数据ID大的胜出:
• 步骤3：步骤3:如果逻辑时钟和数据ID都相同的情况下，那么比较服务器以(编号)，值大则胜出。

简单的讲，非全新集群选举时是优中选优，保证Leader是Zookeeper集群中数据最完整的