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Zookeeper流程
原理概括
Zookeeper的核心是原子廣播，這個機製保證了各個Server之間的同步。實現這個機製的協議叫做Zab協議。Zab協議有兩種模式，它們分別是恢複模式（選主）和廣播模式（同步）。當服務啟動或者在領導者崩潰後，Zab就進入了恢複模式，當領導者被選舉出來，且大多數Server完成了和leader的狀態同步以後，恢複模式就結束了。狀態同步保證了leader和Server具有相同的係統狀態。
為了保證事務的順序一致性，zookeeper采用了遞增的事務id號（zxid）來標識事務。所有的提議（proposal）都在被提出的時候加上了zxid。實現中zxid是一個64位的數字，它高32位是epoch用來標識leader關係是否改變，每次一個leader被選出來，它都會有一個新的epoch，標識當前屬於那個leader的統治時期。低32位用於遞增計數。
每個Server在工作過程中有三種狀態：
LOOKING：當前Server不知道leader是誰，正在搜尋
LEADING：當前Server即為選舉出來的leader
FOLLOWING：leader已經選舉出來，當前Server與之同步
選主流程
當leader崩潰或者leader失去大多數的follower，這時候zk進入恢複模式，恢複模式需要重新選舉出一個新的leader，讓所有的Server都恢複到一個正確的狀態。Zk的選舉算法有兩種：一種是基於basic paxos實現的，另外一種是基於fast paxos算法實現的。係統默認的選舉算法為fast paxos。先介紹basic paxos流程：
1.選舉線程由當前Server發起選舉的線程擔任，其主要功能是對投票結果進行統計，並選出推薦的Server；
2.選舉線程首先向所有Server發起一次詢問(包括自己)；
3.選舉線程收到回複後，驗證是否是自己發起的詢問(驗證zxid是否一致)，然後獲取對方的id(myid)，並存儲到當前詢問對象列表中，最後獲取對方提議的leader相關信息(id,zxid)，並將這些信息存儲到當次選舉的投票記錄表中；
4. 收到所有Server回複以後，就計算出zxid最大的那個Server，並將這個Server相關信息設置成下一次要投票的Server；
5. 線程將當前zxid最大的Server設置為當前Server要推薦的Leader，如果此時獲勝的Server獲得n/2 + 1的Server票數， 設置當前推薦的leader為獲勝的Server，將根據獲勝的Server相關信息設置自己的狀態，否則，繼續這個過程，直到leader被選舉出來。
通過流程分析我們可以得出：要使Leader獲得多數Server的支持，則Server總數必須是奇數2n+1，且存活的Server的數目不得少於n+1.
每個Server啟動後都會重複以上流程。在恢複模式下，如果是剛從崩潰狀態恢複的或者剛啟動的server還會從磁盤快照中恢複數據和會話信息，zk會記錄事務日誌並定期進行快照，方便在恢複時進行狀態恢複
同步流程
選完leader以後，zk就進入狀態同步過程。
1. leader等待server連接；
2 .Follower連接leader，將最大的zxid發送給leader；
3 .Leader根據follower的zxid確定同步點；
4 .完成同步後通知follower 已經成為uptodate狀態；
5 .Follower收到uptodate消息後，又可以重新接受client的請求進行服務了。
follower工作流程
Follower主要有四個功能：
1. 向Leader發送請求（PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息）；
2 .接收Leader消息並進行處理；
3 .接收Client的請求，如果為寫請求，發送給Leader進行投票；
4 .返回Client結果。
Follower的消息循環處理如下幾種來自Leader的消息：
1 .PING消息： 心跳消息；
2 .PROPOSAL消息：Leader發起的提案，要求Follower投票；
3 .COMMIT消息：服務器端最新一次提案的信息；
4 .UPTODATE消息：表明同步完成；
5 .REVALIDATE消息：根據Leader的REVALIDATE結果，關閉待revalidate的session還是允許其接受消息；
6 .SYNC消息：返回SYNC結果到客戶端，這個消息最初由客戶端發起，用來強製得到最新的更新。
最後更新：2017-10-28 22:33:31