zookeeper 与 lease

zookeeper 与 lease

在zookeeper中，follower节点是可以提供read服务的，但是follower节点并不是leader，无法保证时刻与leader节点的数据保持一致。

那么zookeeper是如何做到这种操作的呢？

1. leader提供write服务与read服务。
2. follower可以提供read服务，并且保证client从可用的的follower读取的数据与从leader读取的数据是一致的结果。

zookeeper在实现follower可读的功能的时候主要使用的一个为lease（租约）的概念。

lease（租约）：lease可以很容易的理解，就是某个节点或者某个服务向另一个节点请求可以服务的时间。在lease有效的时间内，这个节点是可以对外提供服务的。这个概念在GFS中是有的（但是并没有在HDFS中出现）

lease在zookeeper中的使用

我们知道zookeeper是一个distributed service。那么zookeeper中一定使用了多副本，那么一定会遇到多副本在分布式系统中实现的问题——副本一致性。zookeeper在实现副本一致性的方法是基于Paxos改进的（这里不详细叙述）。这里简单的说下原理：

1. zookeeper集群中选举出来一个leader，剩下都为follower

2. zookeeper的leader在进行write服务的时候，需要把write操作的command 复制到其他follower节点，并且command的顺序要与leader一致。

那么按照这个原理，zookeeper的follower节点是有可能落后于leader的command的。

lease在zookeeper中是如何使用的：

1. follower节点在对外进行read服务的时候，其节点的lease应该是有效的（lease没有过期）。

2. follower节点的lease如果过期，或者将要过期，follower节点需要向leader节点申请。

3. leader节点在收到follower节点的申请的时候，需要对比follower节点commited的command的数量是否与leader节点相同，也就是比较follower节点与leader节点的状态或者副本是否一致。如果一致，那么leader就会向follower续这个租约。

4. 如果leader节点发生了write操作，这些command被replicated到其他follower节点上，那么follower节点在收到这些command需要commit的时候会自动失效。

5. 如果follower因为网络deley，网络 partition等原因无法及时与leader进行通信，那么其lease会过期，自然follower节点就无法对外提供read服务。

6. 当leader节点有write command的时候leader并不是，每一条都直接replicated到follower节点，而是通过 batch+time的方式（一次batch一批command以及定时执行一次）。所以可以知道zookeeper的写入性能并不会太高，因为如果写入频率太快。

问题：

某个follower拿到了10s的lease，但是在运行到3s的时候与leader的网络发生了partition，无法与leader进行通信，但是这个时候这个follower还可以对外提供read服务，但是这个时候系统的状态可能在3s-10s期间发生了变化，那么client从这个follower读取的数据还是旧的。 这个问题应该是lease机制的通用问题，那么这个问题应该如何改变？

解决：

1. follower无法提供read功能，read 和 write都只能由leader提供服务。