zookeeper leader选举机制

最近看了下zookeeper的源码，先整理下leader选举机制

先看几个关键数据结构和函数

服务可能处于的状态，从名字应该很好理解

            public
            enum
             ServerState {
　　LOOKING, FOLLOWING, LEADING, OBSERVING;
}
        

选票参数，还有Notification，参数也都差不多

    static public class ToSend {
        long leader;                    　　//leader id
        long zxid;                        　//选票的zxid
        long electionEpoch;              　 //投票轮数
        QuorumPeer.ServerState state;      //状态
        long sid;                           //投票人id
        long peerEpoch;                    //选票的epoch
    }

选票的比较逻辑也很简单，依次比较几个关键字段

            protected
            boolean totalOrderPredicate(long newId, long newZxid, long newEpoch, long curId, long curZxid, long curEpoch) {
        ...return ((newEpoch > curEpoch) || 
                ((newEpoch == curEpoch) &&
                ((newZxid > curZxid) || ((newZxid == curZxid) && (newId > curId)))));
    }

选举流程

1. 发起投票：

　　首先投票给自己，然后给所有Acceptor；

2. 等待ack

　　先判断自身状态

　　　　1)如果自身状态不是LOOKING：

　　　　　　说明已经有多数派通过选举结果，直接将选举结果通知给来源方；

　　　　2)如果自身状态是LOOKING：

　　　　　　检查投票者状态：

　　　　　　　　2.1）如果选票是LOOKING发起的，说明当前正在选举，需要收集选票，检查选举条件：

　　　　　　　　　　首先检查选票轮数：
　　　　　　　　　　　　如果小于自身投票的轮数，说明收到的选票过期，忽略；
　　　　　　　　　　　　如果大于自身投票的轮数，说明自己已经out：
　　　　　　　　　　　　　　清空选票箱，根据优先级更新自己的选票，然后notify；
　　　　　　　　　　　　如果等于自身投票的轮数，投票有效：
　　　　　　　　　　　　　　根据优先级更新自己的选票，然后notify；

　　　　　　　　　　将选票投入选票箱；

　　　　　　　　　　检查最新选票是否可以通过：

　　　　　　　　　　　　不满足通过条件：
　　　　　　　　　　　　　　继续等待新的选票：
　　　　　　　　　　　　满足通过条件：
　　　　　　　　　　　　　　接收新选票，看能否收到优先级更高的选票：
　　　　　　　　　　　　　　　　如果有优先级高的选票，继续循环；
　　　　　　　　　　　　　　　　否则投票结束，更新状态。
　　　　　　　　2.2）如果选票是FOLLOWING、LEADING发起的，说明已有多数派通过选举，此时只需确认是否满足多数派：

　　　　　　　　　　检查选票是否满足多数派：

　　　　　　　　　　　　2.2.1）满足选票终结。
　　　　　　　　　　　　2.2.2）继续循环等待

代码流程还算清晰，再来考虑下实际投票中可能情况，以上逻辑能否满足：

1. 一台宕机重启的机器加入已有环境

　　此时肯定有一个多数派接收选票时进入状态1），这个多数派会将当前选举结果返回，这些选票的处理流程都会进入2.2，当所有选票收到时，2.2.1满足，选举结束

2. 一台机器加入正在投票中的环境

　　如果当前机器的，如果所有server都会接受优先级最高的投票，投票会逐渐收敛，最高优先级最高的选票当选，选举结束；

3. 当集群中多数机器宕机重启

　　存活的服务发现不满足多数派，改变状态为LOOKING，投票轮数+1, 然后重新开始投票，此时会进入上面情况2。

以上，只要有超过半数的机器存活，经过投票，收敛后，最终会完成投票。

原文：http://www.cnblogs.com/remagon/p/4409383.html