zookeeper leader選舉機制

最近看了下zookeeper的源碼，先整理下leader選舉機制

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先看幾個關鍵數據結構和函數

服務可能處於的狀態，從名字應該很好理解

public enum ServerState {
　　LOOKING, FOLLOWING, LEADING, OBSERVING;
}

 

選票參數，還有Notification，參數也都差不多

 

    static public class ToSend {
        long leader;                    　　//leader id
        long zxid;                        　//選票的zxid
        long electionEpoch;              　 //投票輪數
        QuorumPeer.ServerState state;      //狀態
        long sid;                           //投票人id
        long peerEpoch;                    //選票的epoch
    }

 

選票的比較邏輯也很簡單，依次比較幾個關鍵字段

    protected boolean totalOrderPredicate(long newId, long newZxid, long newEpoch, long curId, long curZxid, long curEpoch) {
        ...
        return ((newEpoch > curEpoch) || 
                ((newEpoch == curEpoch) &&
                ((newZxid > curZxid) || ((newZxid == curZxid) && (newId > curId)))));
    }

 

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選舉流程

1. 發起投票：

　　首先投票給自己，然后給所有Acceptor；

2. 等待ack

　　先判斷自身狀態

　　　　1)如果自身狀態不是LOOKING：

　　　　　　說明已經有多數派通過選舉結果，直接將選舉結果通知給來源方；

　　　　2)如果自身狀態是LOOKING：

　　　　　　檢查投票者狀態：

　　　　　　　　2.1）如果選票是LOOKING發起的，說明當前正在選舉，需要收集選票，檢查選舉條件：

　　　　　　　　　　首先檢查選票輪數：
　　　　　　　　　　　　如果小於自身投票的輪數，說明收到的選票過期，忽略；
　　　　　　　　　　　　如果大於自身投票的輪數，說明自己已經out：
　　　　　　　　　　　　　　清空選票箱，根據優先級更新自己的選票，然后notify；
　　　　　　　　　　　　如果等於自身投票的輪數，投票有效：
　　　　　　　　　　　　　　根據優先級更新自己的選票，然后notify；

　　　　　　　　　　將選票投入選票箱；

　　　　　　　　　　檢查最新選票是否可以通過：

　　　　　　　　　　　　不滿足通過條件：
　　　　　　　　　　　　　　繼續等待新的選票：
　　　　　　　　　　　　滿足通過條件：
　　　　　　　　　　　　　　接收新選票，看能否收到優先級更高的選票：
　　　　　　　　　　　　　　　　如果有優先級高的選票，繼續循環；
　　　　　　　　　　　　　　　　否則投票結束，更新狀態。
　　　　　　　　2.2）如果選票是FOLLOWING、LEADING發起的，說明已有多數派通過選舉，此時只需確認是否滿足多數派：

　　　　　　　　　　檢查選票是否滿足多數派：

　　　　　　　　　　　　2.2.1）滿足選票終結。
　　　　　　　　　　　　2.2.2）繼續循環等待

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代碼流程還算清晰，再來考慮下實際投票中可能情況，以上邏輯能否滿足：

1. 一台宕機重啟的機器加入已有環境

　　此時肯定有一個多數派接收選票時進入狀態1），這個多數派會將當前選舉結果返回，這些選票的處理流程都會進入2.2，當所有選票收到時，2.2.1滿足，選舉結束

2. 一台機器加入正在投票中的環境

　　如果當前機器的，如果所有server都會接受優先級最高的投票，投票會逐漸收斂，最高優先級最高的選票當選，選舉結束；

3. 當集群中多數機器宕機重啟

　　存活的服務發現不滿足多數派，改變狀態為LOOKING，投票輪數+1, 然后重新開始投票，此時會進入上面情況2。

以上，只要有超過半數的機器存活，經過投票，收斂后，最終會完成投票。