Zookeeper分布式协调：深入解析 Leader 选举

"Apache Zookeeper面试题" Apache Zookeeper是一个分布式协调服务，它是集群环境中管理和维护配置信息、命名服务、分布式同步、组服务等关键任务的重要工具。Zookeeper的主要功能包括： 1. 数据发布/订阅：它允许应用程序发布和订阅数据，从而实现分布式环境中的信息共享。 2. 负载均衡：Zookeeper可以协助在分布式系统中分配任务，实现负载均衡，优化系统性能。 3. 命名服务：提供全局唯一的服务发现，使得分布式组件能够找到彼此。 4. 分布式协调/通知：通过Zookeeper，节点之间可以进行通信并协调工作，例如通过watcher机制实现实时通知。 5. 集群管理：帮助管理集群节点的状态，监控节点的加入和退出。 6. Master选举：在分布式系统中，Zookeeper可以用于选举一个主节点，负责整个集群的决策和协调。 7. 分布式锁：实现分布式环境下的锁服务，确保数据的一致性和并发控制。 8. 分布式队列：提供分布式队列服务，支持多个客户端同时访问和操作。 接下来，我们详细讨论Zookeeper的领导者（Leader）选举过程： 在选举过程中，通常以一个3台服务器组成的集群为例。当集群初始化时，若只有一台服务器启动，无法进行选举。当第二台服务器启动并与第一台建立通信后，它们都将自己作为潜在的Leader，开始选举过程。 1. 发起投票：每台服务器会发出一个投票，包含自身的ID（myid）和最新事务ID（ZXID），形成(myid, ZXID)的投票对。 2. 接收并验证投票：收到其他服务器的投票后，会检查投票的有效性，比如是否为当前选举轮次，以及服务器状态是否为LOOKING。 3. 投票比较：比较每个投票对，优先考虑ZXID较大的服务器，如果ZXID相同，则比较myid，myid较大的服务器作为首选Leader。 4. 统计投票：统计投票结果，如果超过半数服务器同意同一个(myid, ZXID)组合，那么就确认了Leader。 5. 更新状态：一旦选出Leader，所有服务器都会更新自己的状态，Follower变为FOLLOWING，当选的Leader变为LEADING。 在3台服务器的集群中，如果ZXID和myid都相同，那么myid较小的服务器可能会在后续的投票中成为Follower。这是因为，如果再次出现平局，根据ZXID和myid的规则，myid较小的服务器会改变自己的投票，支持myid较大的服务器，从而打破平局。 Leader选举是Zookeeper保证分布式一致性的重要机制，确保在任何时刻只有一个权威的Leader处理事务，从而避免数据冲突和不一致。这个过程确保了Zookeeper在面临节点故障时能快速恢复，并维持集群的稳定运行。