zookeeper进阶（二）leader选举源码分析

zk选举的核心代码在org.apache.zookeeper.server.quorum包下的FastLeaderElection.java 里



【选举算法】

QuorumPeer.startLeaderElection

先获取选举算法配置electionType -> config.getElectionAlg() -> electionAlg

QuorumPeer.createElectionAlgorithm根据electionAlg选择算法:

0对应的是LeaderElection算法

1对应的是AuthFastLeaderElection算法

2对应的是AuthFastLeaderElection算法

3对应的是FastLeaderElection算法.

默认使用FastLeaderElection算法

所有的选举算法都继承自Election接口，实现lookForLeader和shutdown。

【选举的网络通信】

选举算法的实现中，包含RecvWorker和SendWorker两个线程，负责选举过程中的消息的收发。

选举算法内部维护一下两个收发队列:

sendqueue = new LinkedBlockingQueue();

recvqueue = new LinkedBlockingQueue();

具体的网络收发由QuorumCnxManager负责,发送通过toSend(),接受通过pollRecvQueue()。

发送:

根据ToSend结构的sid，把请求发给对应id的server。sendNotifications里会给所有配置中sid轮流发送ToSend结构。

接收:

【几个概念】

logicalclock —-> 逻辑时钟，标示当前是第几轮投票选举

Epoch —-> epoch，zxid的高32，表示leader的变动

zxid —-> 事务id号，每个操作都有一个zxid， 64位

server id —-> 配置的myid，服务器编号

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

server有4中状态

LOOKING：初始状态，表示在选举leader

FOLLOWING：跟随leader的角色，参与投票

LEADING：集群的leader

OBSERVING：不参与投票，只是同步状态



假设有五台服务器组成的zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的.假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么.

1) 服务器1启动,此时只有它一台服务器启动了,它发出去的报没有任何响应,所以它的选举状态一直是LOOKING状态

2) 服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3),所以服务器1,2还是继续保持LOOKING状态.

3) 服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1,2,3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的leader.

4) 服务器4启动,根据前面的分析,理论上服务器4应该是服务器1,2,3,4中最大的,但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3,所以它只能接收当小弟的命了.

5) 服务器5启动,同4一样,当小弟.