Zookeeper源碼下載地址:https://github.com/apache/zookeeper

1.選舉流程

Zookeeeper的Leader選舉會分兩個過程。

服務(wù)啟動時的leader選舉

每個節(jié)點啟動的時候狀態(tài)都是LOOKING，處于觀望狀態(tài)，接下來就開始進行選leader流程。

進行l(wèi)eader選舉，至少需要兩臺機器，我們選取3臺機器組成的服務(wù)器集群為例。在集群初始化階段，當(dāng)有一臺服務(wù)器server1啟動時，它本身是無法進行和完成leader選舉的，當(dāng)?shù)诙_服務(wù)器server2啟動時，這個時候兩臺機器可以相互通信，每臺機器都試圖找到leader，于是進入leader選舉過程。過程如下：

（1）每個server發(fā)出一個投票。由于是初始情況，server1和server2都會將自己作為leader服務(wù)器來進行投票，每次投票會包含所推舉的服務(wù)器的mid、ZXID和epoch，使用(myid,ZXID,epoch)來表示。此時server1的投票為(1,0)，server2的投票為(2,0)，然后各自將這個投票發(fā)給集群中其它機器。

（2）接受來自各個服務(wù)器的投票。集群的每個服務(wù)器收到投票后，首先判斷該投票的有效性，如檢查是否是本輪投票(epoch)、是否來自LOOKING狀態(tài)的服務(wù)器。

（3）處理投票。針對每一個投票，服務(wù)器都需要將別人的投票和自己的投票進行PK，PK規(guī)則如下：

• 優(yōu)先檢查ZXID。ZXID比較大的服務(wù)器優(yōu)先作為leader

• 如果ZXID相同，那么就比較myid。myid較大的服務(wù)器作為leader服務(wù)器

對于server1而言，它的投票是(1,0)，接收server2的投票為(2,0)，首先會比較兩者的ZXID，均為0，再比較myid，此時server2的myid最大，于是更新自己的投票為(2,0)，然后重新投票，對于server2而言，它不需要更新自己的投票，只是再次向集群中所有機器發(fā)出上一次投票信息即可。

（4）統(tǒng)計投票。每次投票后，服務(wù)器都會統(tǒng)計投票信息，判斷是否已經(jīng)有過半機器接收到相同的投票信息，對于server1、server2而言，都統(tǒng)計出集群中已經(jīng)有兩臺機器接受了(2,0)的投票信息，此時便認為已經(jīng)選出了leader。

（5）改變服務(wù)器狀態(tài)。一旦確定了leader，每個服務(wù)器就會更新自己的狀態(tài)，如果是follower，那么就變更為FOLLOWING，如果是leader，就變更為LEADING。

運行過程中的leader選舉

當(dāng)集群中的 leader 服務(wù)器出現(xiàn)宕機或者不可用的情況時，那么整個集群將無法對外提供服務(wù)，而是進入新一輪的leader 選舉，服務(wù)器運行期間的 leader 選舉和啟動時期的 leader 選舉基本過程是一致的。

（1）變更狀態(tài)。leader宕機后，剩下的非observer服務(wù)器都會將自己的服務(wù)器狀態(tài)變更為LOOKING，然后開始進入leader選舉過程。

（2）每個server會發(fā)出一個投票。在運行期間，每個服務(wù)器上的ZXID可能不同，此時假定server1的ZXID為123，server3的ZXID為122；在第一輪投票中,server1和server3都會投給自己，產(chǎn)生投票(1,123),(3,122)，然后各自將投票發(fā)送給集群中所有機器。接收來自各個服務(wù)器的投票。

（3）處理投票。與啟動時選舉過程相同。此時server1因為ZXID高于server3，server1將會被推舉為leader

（4）統(tǒng)計投票。與啟動時過程相同。

（5）改變服務(wù)器的狀態(tài)。與啟動時過程相同。

2.源碼分析

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初始化并啟動：

這里會判斷zookeeper是單機模式還是集群模式，如果是集群模式，就會進入對應(yīng)的選舉代碼。

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設(shè)置各種參數(shù)。大部分配置都是在conf里面的配置文件中配置。

啟動主線程。QuorumPeer重寫了Thread.start方法。

調(diào)用quorumpeer的start方法

loadDataBase，主要是從本地文件中恢復(fù)數(shù)據(jù)以及獲取最新的zxid

初始化leaderElection

配置選舉算法，選舉算法有3種，可以通過zoo.cfg進行配置，默認是fast選舉

繼續(xù)看FastLeaderElection的初始化動作。主要初始化了業(yè)務(wù)層的發(fā)送隊列和接收隊列

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接下來看fle.start()。主要是對發(fā)送線程和接收線程的初始化。

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wsThread和wrThread的初始化動作在FastLeaderElection 的 starter 方法里面進行，這里面有兩個內(nèi)部類，一個是 WorkerSender，一個是 WorkerReceiver，負責(zé)發(fā)送投票信息和接收投票信息

然后再回到QuorumPeer類。初始化完成，調(diào)用super.start()方法，即運行QuorumPeer的run方法

前面的部分主要是做JMX監(jiān)控注冊

重要的部分在while循環(huán)中

調(diào)用setCurrentVote(makeLEStrategy().lookForLeader())。根據(jù)策略決定FastLeaderElection中的選舉算法。

LOOKFORLEADER開始選舉

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消息如何廣播，看sendNotifications

WorkerSender

3.FastLeaderElection 選舉過程

其實在這個投票過程中就涉及到幾個類

FastLeaderElection:FastLeaderElection 實現(xiàn)了 Election 接口，實現(xiàn)各服務(wù)器之間基于 TCP 協(xié)議進行選舉

Notification:內(nèi)部類，Notification 表示收到的選舉投票信息(其他服務(wù)器發(fā)來的選舉投票信息)，其包含了被選舉者的 id、zxid、選舉周期等信息

ToSend:ToSend 表示發(fā)送給其他服務(wù)器的選舉投票信息，也包含了被選舉者的 id、zxid、選舉周期等信息

Messenger: Messenger 包 含 了 WorkerReceiver 和WorkerSender 兩個內(nèi)部類;

WorkerReceiver: 實現(xiàn)了 Runnable 接口，是選票接收器。其會不斷地從 QuorumCnxManager 中獲取其他服務(wù)器發(fā)來的選舉消息，并將其轉(zhuǎn)換成一個選票，然后保存到recvqueue 中

WorkerSender: 也實現(xiàn)了 Runnable 接口，為選票發(fā)送器，其會不斷地從 sendqueue 中獲取待發(fā)送的選票，并將其傳遞到底層 QuorumCnxManager 中

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Zookeeper之Leader选举源码分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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