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master选举

考虑7*24小时向外提供服务的系统，不能有单点故障，于是我们使用集群，采用的是Master+Slave。集群中有一台主机和多台备机，由主机向外提供服务，备机监听主机状态，一旦主机宕机，备机必需迅速接管主机继续向外提供服务。在这个过程中，从备机选出一台机作为主机的过程，就是Master选举。

架构图

左边是ZooKeeper集群，右边是3台工作服务器。工作服务器启动时，会去ZooKeeper的Servers节点下创建临时节点，并把基本信息写入临时节点。这个过程叫服务注册，系统中的其他服务可以通过获取Servers节点的子节点列表，来了解当前系统哪些服务器可用，这该过程叫做服务发现。接着这些服务器会尝试创建Master临时节点，谁创建成功谁就是Master，其他的两台就作为Slave。所有的Work Server必需关注Master节点的删除事件。通过监听Master节点的删除事件，来了解Master服务器是否宕机（创建临时节点的服务器一旦宕机，它所创建的临时节点即会自动删除）。一旦Master服务器宕机，必需开始新一轮的Master选举。

流程图

核心类图

WorkServer对应架构图的WorkServer，是主工作类；
RunningData用来描述WorkServer的基本信息；
LeaderSelectorZkClient作为调度器来启动和停止WorkServer；

代码实现

/*** 工作服务器信息*/
public class RunningData implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 4260577459043203630L;private Long cid;private String name;public Long getCid() {return cid;}public void setCid(Long cid) {this.cid = cid;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}

/*** 工作服务器*/
public class WorkServer {// 记录服务器状态private volatile boolean running = false;private ZkClient zkClient;// Master节点对应zookeeper中的节点路径private static final String MASTER_PATH = "/master";// 监听Master节点删除事件private IZkDataListener dataListener;// 记录当前节点的基本信息private RunningData serverData;// 记录集群中Master节点的基本信息private RunningData masterData;private ScheduledExecutorService delayExector = Executors.newScheduledThreadPool(1);private int delayTime = 5;public WorkServer(RunningData rd) {this.serverData = rd; // 记录服务器基本信息this.dataListener = new IZkDataListener() {public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {//takeMaster();if (masterData != null && masterData.getName().equals(serverData.getName())){// 自己就是上一轮的Master服务器，则直接抢takeMaster();} else {// 否则，延迟5秒后再抢。主要是应对网络抖动，给上一轮的Master服务器优先抢占master的权利，避免不必要的数据迁移开销delayExector.schedule(new Runnable(){public void run(){takeMaster();}}, delayTime, TimeUnit.SECONDS);}}public void handleDataChange(String dataPath, Object data)throws Exception {}};}public ZkClient getZkClient() {return zkClient;}public void setZkClient(ZkClient zkClient) {this.zkClient = zkClient;}// 启动服务器public void start() throws Exception {if (running) {throw new Exception("server has startup...");}running = true;// 订阅Master节点删除事件zkClient.subscribeDataChanges(MASTER_PATH, dataListener);// 争抢Master权利takeMaster();}// 停止服务器public void stop() throws Exception {if (!running) {throw new Exception("server has stoped");}running = false;delayExector.shutdown();// 取消Master节点事件订阅zkClient.unsubscribeDataChanges(MASTER_PATH, dataListener);// 释放Master权利releaseMaster();}// 争抢Masterprivate void takeMaster() {if (!running)return;try {// 尝试创建Master临时节点zkClient.create(MASTER_PATH, serverData, CreateMode.EPHEMERAL);masterData = serverData;System.out.println(serverData.getName()+" is master");// 作为演示，我们让服务器每隔5秒释放一次Master权利delayExector.schedule(new Runnable() {            public void run() {// TODO Auto-generated method stubif (checkMaster()){releaseMaster();}}}, 5, TimeUnit.SECONDS);} catch (ZkNodeExistsException e) { // 已被其他服务器创建了// 读取Master节点信息RunningData runningData = zkClient.readData(MASTER_PATH, true);if (runningData == null) {takeMaster(); // 没读到，读取瞬间Master节点宕机了，有机会再次争抢} else {masterData = runningData;}} catch (Exception e) {// ignore;}}// 释放Master权利private void releaseMaster() {if (checkMaster()) {zkClient.delete(MASTER_PATH);}}// 检测自己是否为Masterprivate boolean checkMaster() {try {RunningData eventData = zkClient.readData(MASTER_PATH);masterData = eventData;if (masterData.getName().equals(serverData.getName())) {return true;}return false;} catch (ZkNoNodeException e) {return false; // 节点不存在，自己肯定不是Master了} catch (ZkInterruptedException e) {return checkMaster();} catch (ZkException e) {return false;}}}

/*** 调度器*/
public class LeaderSelectorZkClient {//启动的服务个数private static final int        CLIENT_QTY = 10;//zookeeper服务器的地址private static final String     ZOOKEEPER_SERVER = "192.168.1.105:2181";public static void main(String[] args) throws Exception {//保存所有zkClient的列表List<ZkClient>  clients = new ArrayList<ZkClient>();//保存所有服务的列表List<WorkServer>  workServers = new ArrayList<WorkServer>();try {for ( int i = 0; i < CLIENT_QTY; ++i ) { // 模拟创建10个服务器并启动//创建zkClientZkClient client = new ZkClient(ZOOKEEPER_SERVER, 5000, 5000, new SerializableSerializer());clients.add(client);//创建serverDataRunningData runningData = new RunningData();runningData.setCid(Long.valueOf(i));runningData.setName("Client #" + i);//创建服务WorkServer  workServer = new WorkServer(runningData);workServer.setZkClient(client);workServers.add(workServer);workServer.start();}System.out.println("敲回车键退出！\n");new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)).readLine();} finally {System.out.println("Shutting down...");for ( WorkServer workServer : workServers ) {try {workServer.stop();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}               }for ( ZkClient client : clients ) {try {client.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}               }}        }
}

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