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Zookeeper选举Leader源码剖析

leader选举流程

• 参数说明
  • myid: 节点的唯一标识，手动设置
  • zxid: 当前节点中最大(新)的事务id
  • epoch-logic-clock: 同一轮投票过程中的逻辑时钟值相同，每投完一次值会增加
• leader选举流程
  • 默认投票给自己，优先选择zxid大的为leader，因为zxid大的节点数据是最新的(理论上事务id越大，说明数据量越多也就意味着比较新)，如果zxid一致，那么会选择myid大的为leader，当节点选票过半则选举成功

leader选举核心步骤

• 源码大致流程

  • 初始化netty通信，客户端发送命令立刻监听到

  • 初始化内存数据库对象、初始化服务连接工厂等一些信息

    • 启动服务节点
      • 加载文件数据到内存
      • 启动netty服务
      • 初始化集群选举leader
      • 启动一个线程进行选举监听
      • 监听到选票，将选票丢到recvQueue队列中

  • 启动接收选票线程、发送选票线程进行监听，都去队列中接受和发送选票

  • 启动QuorumPeer线程执行run方法，根据节点状态判断

    • leading: socket监听follower节点，初始化LeaerZookeeperServer数据，同步数据到从节点，定时ping到follower节点请求保持长连接
      • follower: 与leader建立发送socket连接，注册自己到leader、同步leader数据、自旋接收leader同步数据，如果leader宕了，在finally中将自己的状态改为looking，进入下一轮自旋选举
      • looking: 节点启动后的默认状态，选举周期+1，初始化选票，默认选自己，发送选票到sendQueue队列，同时还会不断地从recvQueue队列拿选票进行选举

• 问题: ZK的选举机制为什么存在大量自旋，如同步节点数据、选举流程，如果长时间运行会不会导致CPU资源损耗过大

  • 对于长时间自旋毋庸置疑肯定会导致CPU资源紧张，但是想达到动态监听数据变化就得牺牲一定的CPU性能，并且这样也能保证数据的强一致性，也能保证节点选举的实时性
  • 倘若想要优化ZK，可以引入Redis/MQ基于发布/订阅模式进行处理，但是这样会造成引入三方中间件导致复杂度提升