堕落不振功业废,勤耕不辍日月新

13.0 Zookeeper Leader 选举原理

综合 hailen 2℃

zookeeper 的 leader 选举存在两个阶段,一个是服务器启动时 leader 选举,另一个是运行过程中 leader 服务器宕机。在分析选举原理前,先介绍几个重要的参数。

  • 服务器 ID(myid):编号越大在选举算法中权重越大
  • 事务 ID(zxid):值越大说明数据越新,权重越大
  • 逻辑时钟(epoch-logicalclock):同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的,每投完一次值会增加

选举状态:

  • LOOKING: 竞选状态
  • FOLLOWING: 随从状态,同步 leader 状态,参与投票
  • OBSERVING: 观察状态,同步 leader 状态,不参与投票
  • LEADING: 领导者状态

1、服务器启动时的 leader 选举

每个节点启动的时候都 LOOKING 观望状态,接下来就开始进行选举主流程。这里选取三台机器组成的集群为例。第一台服务器 server1启动时,无法进行 leader 选举,当第二台服务器 server2 启动时,两台机器可以相互通信,进入 leader 选举过程。

  • (1)每台 server 发出一个投票,由于是初始情况,server1 和 server2 都将自己作为 leader 服务器进行投票,每次投票包含所推举的服务器myid、zxid、epoch,使用(myid,zxid)表示,此时 server1 投票为(1,0),server2 投票为(2,0),然后将各自投票发送给集群中其他机器。

  • (2)接收来自各个服务器的投票。集群中的每个服务器收到投票后,首先判断该投票的有效性,如检查是否是本轮投票(epoch)、是否来自 LOOKING 状态的服务器。

  • (3)分别处理投票。针对每一次投票,服务器都需要将其他服务器的投票和自己的投票进行对比,对比规则如下:

    • a. 优先比较 epoch
    • b. 检查 zxid,zxid 比较大的服务器优先作为 leader
    • c. 如果 zxid 相同,那么就比较 myid,myid 较大的服务器作为 leader 服务器
  • (4)统计投票。每次投票后,服务器统计投票信息,判断是都有过半机器接收到相同的投票信息。server1、server2 都统计出集群中有两台机器接受了(2,0)的投票信息,此时已经选出了 server2 为 leader 节点。

  • (5)改变服务器状态。一旦确定了 leader,每个服务器响应更新自己的状态,如果是 follower,那么就变更为 FOLLOWING,如果是 Leader,变更为 LEADING。此时 server3继续启动,直接加入变更自己为 FOLLOWING。

2、运行过程中的 leader 选举

当集群中 leader 服务器出现宕机或者不可用情况时,整个集群无法对外提供服务,进入新一轮的 leader 选举。

  • (1)变更状态。leader 挂后,其他非 Oberver服务器将自身服务器状态变更为 LOOKING。
  • (2)每个 server 发出一个投票。在运行期间,每个服务器上 zxid 可能不同。
  • (3)处理投票。规则同启动过程。
  • (4)统计投票。与启动过程相同。
  • (5)改变服务器状态。与启动过程相同。

转载请注明:我是IT » 13.0 Zookeeper Leader 选举原理

喜欢 (0)or分享 (0)