ZooKeeper 集群：集群概念、选举流程、机器数量
文章目录
- 集群
- 集群角色
- 选举
- 服务器启动时期的选举
- 服务器运行时期的选举
- 集群的机器数量
集群
集群角色
通常在分布式系统中，构成一个集群的每一台机器都有自己的角色，最常见的集群模式就是Master/Slave模式（主从模式），在这种模式中，通常Maste服务器作为主服务器提供写服务，其他的Slave服务器从服务器通过异步复制的方式获取Master服务器最新的数据提供读服务。
但是ZooKeeper并没有沿用传统的主从模式，而是引入了Leader、Follower和Observer三种角色，如下图所示：
ZooKeeper集群中的三种角色
ZooKeeper集群中的所有机器通过一个Leader 选举过程来选定一台称为Leader的机器，Leader既可以为客户端提供写服务又能提供读服务。除了Leader外，Follower和Observer都只能提供读服务。Follower和Observer唯一的区别在于Observer机器不参与Leader的选举过程，也不参与写操作的“过半写成功”策略，因此Observer机器可以在不影响写性能的情况下提升集群的读性能。
集群中的角色
- Leader：为客户端提供读和写的服务，负责投票的发起和决议，更新系统状态。
- Follower：为客户端提供读服务，如果是写服务则转发给Leader。在选举过程中参与投票。
- Observer：与Follower工作原理基本一致，唯一的区别是Observer不参与任何形式的投票。Observer主要用来在不影响写性能的情况下提升集群的读性能，是ZooKeeper3.3中新增的角色。
ZooKeeper用以下四种状态来表示各个节点
- LOOKING：竞选状态。
- LEADING：Leader状态。
- FOLLOWING：Follower状态。
- OBSERVING：Observer状态。
选举
Leader选举是ZooKeeper中最重要的技术之一，也是保证分布式数据一致性的关键所在。
当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举
- 服务器初始化启动
- 服务器运行期间无法和Leader保持连接
在介绍选举之前，首先介绍三个重要参数
- 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。
服务器启动时期的选举
ZooKeeper集群初始化时，当满足以下两个条件时，就会开始进入Leader选举流程：
- 集群规模至少为2台机器
- 集群内的机器能够互相通信
选举流程图
如上图，选举流程如下：
- 每个服务器会发出一个投票：由于是初始化状态，每一个节点都会将自己作为Leader来进行投票，每次投票的内容包含：推举服务器的myid（在集群中的机器序号）和ZXID（事务ID），以
(myid, ZXID)的形式表示。初始化阶段每个节点都会将票投给自己，然后将这个投票发给集群总其他所有机器。 - 接受来自各个服务器的投票：每个服务器都会接收来自其他服务器的投票，在接收投票后首先会判断该投票的有效性，如是否为本轮投票（逻辑时钟）、是否来自LOOING状态的服务器。
- 处理投票：在接收到来自其他服务器的投票后，针对每一个投票，服务器都需要将别人的投票和自己的投票进行PK，PK规则如下
- 优先检查ZXID，ZXID较大的优先作为Leader。
- 如果Leader相同则比较myid，myid较大的作为Leader。
- 统计投票：每次投票后，服务器都会统计所有投票，判断是否已经有过半的机器接收到相同的投票信息。当票数达到半数以上时，此时就认为已经选出了Leader。
- 改变服务器状态：一旦确认了Leader，则每个服务器开始改变自己的状态。如果是Follower则更改成FOLLOWING；如果是Observer则更改成OBSERVING；如果是Leader则更改成LEADING；
服务器运行时期的选举
在ZooKeeper集群正常运行中，一旦选出一个Leader，那么所有服务器的集群角色一般不会再发生变化——也就是说Leader服务器将一直作为集群的Leader，即使集群中有非Leader机器挂了或者是有机器加入集群也不会影响Leader。但是一旦Leader所在的机器挂掉，那么此时整个集群将暂时无法对外服务，马上进入新一轮的Leader选举。
服务器运行期间的Leader选举和启动时期的Leader选举基本是一致的，只增加了一个变更状态的步骤，流程如下：
- 变更状态：当Leader挂了之后，剩下的所有非Observer服务器都会将自己的服务器状态变更为LOOKING，然后开始进入Leader选举流程。
- 每个服务器会发出一个投票
- 接受来自各个服务器的投票
- 处理投票
- 统计投票
- 改变服务器状态
集群的机器数量
为什么ZooKeeper提倡集群的机器数量最好要做奇数台呢？
ZooKeeper 集群在宕掉几个 ZooKeeper 服务器之后，如果剩下的 ZooKeeper 服务器个数大于宕掉的个数的话整个 ZooKeeper 才依然可用。假如我们的集群中有 n 台 ZooKeeper 服务器，那么也就是剩下的服务数必须大于 n/2。先说一下结论，2n 和 2n-1 的容忍度是一样的，都是 n-1，大家可以先自己仔细想一想，这应该是一个很简单的数学问题了。 比如假如我们有 3 台，那么最大允许宕掉 1 台 ZooKeeper 服务器，如果我们有 4 台的的时候也同样只允许宕掉 1 台。 假如我们有 5 台，那么最大允许宕掉 2 台 ZooKeeper 服务器，如果我们有 6 台的的时候也同样只允许宕掉 2 台。
综上，何必增加那一个不必要的 ZooKeeper 呢？
ZooKeeper 集群：集群概念、选举流程、机器数量相关推荐
- Zookeeper源码分析：选举流程
参考资料 <<从PAXOS到ZOOKEEPER分布式一致性原理与实践>> zookeeper-3.0.0 Zookeeper选举模式 针对zookeeper-3.0.0版本,选 ...
- zookeeper集群部署监控与选举同步流程等工作原理
部署一个zookeeper集群,要多简单就能有多简单(下载压缩包,解压,修改配置文件zoo.cfg,执行启动脚本),但是想要真的把这套东西玩好了,还是需要费些功夫研究一番的.就跟自己搭建一个lnmp的 ...
- zookeeper专题：zookeeper集群模式下，leader选举流程分析
文章目录 Zookeeper 集群模式一共有三种类型的角色 1. zookeeper启动时leader选举流程 1.1 加载配置文件,设置基本信息 1.2 指定快速选举算法,启动多级队列.线程 1.3 ...
- ZooKeeper场景实践：（6）集群监控和Master选举
1. 集群机器监控 这通经常使用于那种对集群中机器状态,机器在线率有较高要求的场景,可以高速对集群中机器变化作出响应.这种场景中,往往有一个监控系统,实时检測集群机器是否存活. 利用ZooKeeper ...
- ElasticSearch探索之路（五）集群与分片：选举、动态更新、近实时搜索、事务日志、段合并
文章目录 集群内部原理 集群与节点 分片 选举 分片内部原理 索引不变性 动态更新索引 近实时搜索 事务日志 段合并 集群内部原理 集群与节点 一个运行中的Elasticsearch实例称为一个节点, ...
- Kafka Without ZooKeeper ---- 不使用zookeeper的kafka集群
不使用zookeeper的kafka集群 前言 ZooKeeper的缺点 Kakfa Without ZooKeeper简介 Kakfa Without ZooKeeper的优势 总结 参考链接 前言 ...
- zookeeper单机及集群部署，附安装包下载（二）
zookeeper单机及集群部署,附安装包下载(二) 问题背景 zookeeper分布式技术基本概念(一) zookeeper单机及集群部署,附安装包下载(二) zookeeper客户端命令(三) 安 ...
- Zookeeper理解与集群搭建
文章目录 前言 介绍 简介 Zookeeper持久化机制 Zookeeper特性 安装与部署 节点znode介绍 Zookeeper如何保存数据 znode节点信息 znode结构 znode类型 Z ...
- 基于zookeeper的solrCloud集群搭建
转自:https://blog.csdn.net/yougoule/article/details/78445759 基于原文对实践遇到的问题稍作补充 1.安装及搭建相关环境 1.1环境准备 cen ...
最新文章
- 摄像头标定GML Camera Calibration
- Cassandra——类似levelDB的基于p2p架构的分布式NOSQL数据库
- 信息系统项目管理师教程章节重点考点汇总（1）绪论重点
- 【数据结构与算法】之深入解析“键盘行”的求解思路与算法示例
- linux那些事之page table
- 白噪音和粉红噪音煲机_白噪音信号的概念及基本理论
- 十分钟释疑Oracle中“小表超慢”之谜（SQL调优/SQL优化）
- python和java还有sql区别_人人都在学编程？Python，R，Java，SQL，你究竟需要学哪一种？...
- vue 中使用axios的总结
- 亚马逊的冷血文化：虽然备受争议，但颇具力量
- 儿童学python下哪个软件好_少儿学编程适合哪个软件
- 高级研发工程师都有哪些特点？快来看看你是否符合【超级准】
- 关于学期结束的一些题目的记录
- Sparse Local Patch Transformer for Robust Face Alignment and Landmarks Inherent Relation Learning
- 语法基础（三. 类，属性，方法，方法重载，方法重写，构造方法，访问修饰符）
- 崩坏2服务器维护,崩坏学园2（日服）无法连接服务器是什么原因
- ui设计移动端字体适配_移动端UI设计规范全方位汇总(附演示PPT下载）
- Linux 批量处理dos2unix
- uni-app 相机相册选择图片转base64
- 教你用 python 画圣诞树