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Zookeeper的ZAB選舉算法是怎么回事?

更新時(shí)間:2023年09月08日11時(shí)14分 來(lái)源:傳智教育 瀏覽次數(shù):

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  Zookeeper(動(dòng)物園管理員)是一個(gè)開(kāi)源的分布式協(xié)調(diào)服務(wù),用于管理分布式應(yīng)用程序中的配置信息、命名服務(wù)、分布式鎖和分布式隊(duì)列等。Zookeeper 使用了一種稱為 ZAB(ZooKeeper Atomic Broadcast)的一致性協(xié)議來(lái)維護(hù)分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性。ZAB 協(xié)議的一個(gè)關(guān)鍵部分是選舉算法,它用于選舉一個(gè) Zookeeper 集群中的 Leader(領(lǐng)導(dǎo)者)節(jié)點(diǎn),Leader 負(fù)責(zé)處理客戶端請(qǐng)求,確保數(shù)據(jù)一致性。

  以下是關(guān)于 ZAB 選舉算法的詳細(xì)說(shuō)明:

  1.節(jié)點(diǎn)狀態(tài):

  ·在一個(gè)Zookeeper集群中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以處于以下三種狀態(tài)之一:Leader、Follower或Observer。

  2.Leader選舉:

  ·當(dāng)一個(gè)新的Zookeeper服務(wù)器啟動(dòng)或者當(dāng)前的Leader宕機(jī)時(shí),需要進(jìn)行Leader選舉。

  ·服務(wù)器在選舉過(guò)程中首先進(jìn)入LOOKING狀態(tài)。

  3.LOOKING狀態(tài):

  ·LOOKING 狀態(tài)的服務(wù)器會(huì)廣播一條消息,稱為L(zhǎng)eader Election(選舉消息),向其他服務(wù)器詢問(wèn)誰(shuí)愿意成為 Leader。

  ·服務(wù)器收到選舉消息后,會(huì)比較消息中的ZXID(Zookeeper 事務(wù) ID),ZXID是一個(gè)遞增的數(shù)字,用于確定最新的事務(wù)。

  ·如果服務(wù)器收到的選舉消息的ZXID大于自己的ZXID,那么它會(huì)更新自己的選舉消息,并廣播新的消息。

  4.Quorum:

  ·在Zookeeper集群中,存在一個(gè)Quorum,它是一個(gè)過(guò)半數(shù)的概念,例如,如果有5個(gè)服務(wù)器,那么Quorum 就是3。

  5.Leader選舉條件:

  ·一個(gè)服務(wù)器可以成為L(zhǎng)eader,需要滿足以下兩個(gè)條件:

  ·收到的選舉消息中的ZXID最大。

  ·收到的選舉消息中的節(jié)點(diǎn)ID最小。

  ·當(dāng)一個(gè)服務(wù)器滿足這兩個(gè)條件,并且收到了過(guò)半數(shù)的選舉消息時(shí),它就成為了新的Leader。

  6.Leader選舉完成:

  ·一旦一個(gè)服務(wù)器成為L(zhǎng)eader,它會(huì)將自己的ID和ZXID廣播給其他服務(wù)器,以通知它們它是新的Leader。

  ·Follower節(jié)點(diǎn)接收到Leader的廣播后,將切換到FOLLOWING狀態(tài),開(kāi)始偵聽(tīng)Leader的命令并同步數(shù)據(jù)。

  7.FOLLOWING狀態(tài):

  ·FOLLOWING狀態(tài)的服務(wù)器只是簡(jiǎn)單地跟隨Leader的指令執(zhí)行,確保數(shù)據(jù)的一致性。

  8.Observer節(jié)點(diǎn):

  ·Observer節(jié)點(diǎn)是一個(gè)特殊的Follower,它不參與Leader選舉,只是被passively觀察Leader的操作,以減輕Leader和Follower節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。

  總的來(lái)說(shuō),ZAB選舉算法確保了Zookeeper集群中只有一個(gè)Leader,從而確保了數(shù)據(jù)的一致性和高可用性。一旦選舉完成,新的Leader將負(fù)責(zé)處理客戶端請(qǐng)求,而其他節(jié)點(diǎn)將跟隨Leader執(zhí)行操作,以維護(hù)分布式系統(tǒng)的一致性。如果Leader宕機(jī)或發(fā)生故障,將會(huì)觸發(fā)新一輪的Leader選舉,以選擇一個(gè)新的Leader節(jié)點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程確保了 Zookeeper集群的高可用性和數(shù)據(jù)一致性。

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