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說說zk的選舉機制
基礎概念
- zxid=事務id=一個時間戳，代表當前事件發生的先后順序，zxid越小代表事件發生的時間越早；zxid由64位數字組成=高32位的epoch+低32位遞增數列，每個leader都有自己的統治年代，高32位epoch代表當前leader的統治年，低32位則是遞增計數位，所以在同一個集群中每個節點的zxid都都可能不同，因為高32位epoch相同但低32位遞增數列不同；
myid=zk集群中每個節點的標識id； - zk的leader選舉分為集群啟動階段和運行階段的選舉
- 選舉原則：比較每個節點的(zxid,myid),在當選節點的票數>總節點數/2（該原則可以避免zk集群的腦裂問題），zxid大者當選，若zxid相同再比較myid，myid大者當選；若當前已發生投票節點數未過半，則繼續等待投票
- zk保證CAP中的CP，不保證可用性（A）：因為在zk集群選舉過程中不對外提供服務
- zk可以保證數據不丟失：因為在選舉過程中zxid較大的節點會當選leader，zxid越大代表數據越新（但這種保證是不嚴格的：啟動階段zxid相同，但運行階段zxid相對較大的位於中間的節點會當選，zxid最大但位於最后的節點反而不當選)
- 選舉需滿足【當選節點的票數>總節點數/2】，故這種情況選舉不出leader：整個集群中過半的節點掛掉了，此時永遠不滿足【當選節點的票數>總節點數/2】
- 集群總節點數一般設為基數【2N+1】，目的有兩個：
- 出於成本考慮。當集群有5個節點時，最多掛掉2個節點，此時剩下3台，最大的當選節點票數為3>總節點數/2=5/2=2.5；當集群有6個節點，最多掛掉2個節點，此時剩下4台，最大當選票數為4>總節點數/2=6/2=3。所以5個節點和6個節點服務器的容錯數都是一樣的，但明顯5台服務器成本更少。
- 防止腦裂。腦裂=一個集群由於網絡故障分為兩個集群，這兩個集群又各自選選舉出了自己的主節點，這樣就有兩個主節點了，原本只有一個主節點現在有了兩個，類似於大腦裂開了兩半；當考慮過半機制時，不管節點裂開成多少個集群，每個集群都需要超過總節點數的一半才能選主成功，這樣自始至終都只有一個裂開后形成的集群能正常選主，其他裂開后形成的集群不能選主而不能正常工作
啟動階段的leader選舉
zk集群至少要有3個節點，假如有5個節點1、2、3、4、5先后啟動，它們啟動時的zxid都是一樣的(設為0):
->節點1進入looking選舉狀態，給自己投票，發出(0,1)，此時當選節點票數=1<節點總數的一半=2.5，故節點1仍保持looking狀態繼續等待選舉
->節點2進入looking選舉狀態，給自己投票，發出(0,2)，myid為2最大，2當選，但此時當選節點票數=2<節點總數的一半=2.5，故節點2仍保持looking狀態繼續等待選舉
->節點3進入looking選舉狀態，給自己投票，發出(0,3)，myid為3最大，3當選，且此時當選節點票數=3>節點總數的一半=2.5，故節點3當選leader
->節點4進入looking選舉狀態，給自己投票，發出(0,4)，但此時集群leader已選出，所以節點4仍成為follwer
->節點5進入looking選舉狀態，給自己投票，發出(0,5)，但此時集群leader已選出，所以節點5仍成為follwer
->選舉完成后，leader的狀態由looking變為leading，follower的狀態由looking變為following
總的來說，啟動階段的選舉當選的必然為位於中間的節點
運行階段的選舉
運行階段每個節點的zxid都可能不同，但選舉原則與啟動階段一樣，都是先比較zxid,再比較myid，假如主節點3運行中掛掉了，其他所有從節點全部進入looking狀態，節點1、2、4、5的zxid為121、122、124、125，且各從節點都推舉自己為下一個leader，節點1發出（121,1），節點2發出（122，2），節點4發出（124，4），由於節點4的zxid比1、2的大，故4當選，且當選節點票數=3>總節點數/2=5/2=2.5,所以4當選新一代leader，節點5發出（125，5），但此時已經選舉出leader，所以5成為follwer，最后leader變更狀態為leading，follower變更為following
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