ZooKeeper 技术内幕，Leader 选举是一个什么样的过程？
幾個問題，引發思考：
什么時候 leader 選舉？
選舉的過程？
選舉過程中，是否能提供服務？
選舉結果，是否會丟失數據？
服務器角色
2 個小問題：
服務器節點有多少角色？
每個角色的作用？
角色
ZK 集群中，服務器節點，有 3 中角色：
Leader：ZK 集群工作機制的核心，主要工作：
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調度者：集群內部各個服務節點的調度者
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事務請求：事務請求的唯一調度和處理者，保證集群事務處理的順序性
Follower：主要職責：
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非事務請求：Follower 直接處理非事務請求，對于事務請求，轉發給 Leader
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Proposal 投票：Leader 上執行事務時，需要 Follower 投票，Leader 才真正執行
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Leader 選舉投票
Observer：ZK?3.3.0+?版本開始引入，提升 ZK 集群的非事務處理能力，主要職責：
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非事務請求：Follower 直接處理非事務請求，對于事務請求，轉發給 Leader
特別說明：Observer 跟 Follower 的唯一區別：
Follower 參與投票：Leader 選舉、Proposal 提議投票（事務執行確認）
Observer 不參與投票：只用于提供非事務請求的處理
疑問：節點成為 Follower 還是 Observer 是 配置文件中設定的？
Leader 選舉
2 個小問題：
什么時候，進行 Leader 選舉？
Leader 選舉的具體過程，是什么？
時機
下面任何一種情況，都會觸發 Leader 選舉：
啟動時，集群服務器剛啟動
運行時，Leader 崩潰
服務器的狀態流轉：
過程
Leader 選舉過程，本質就是廣播優先級消息的過程，選出數據最新的服務節點，選出優先級最高的服務節點，基本步驟：
各個服務器節點，廣播自己的優先級標識?(sid，zxid)
服務器節點收到其他廣播消息后，跟自己的優先級對比，自己優先級低，則變更當前節點投票的優先級(sid，zxid)?，并廣播變更后的結果
當任意一個服務器節點收到的投票數，超過了法定數量(quorum)，則，升級為 Leader，并廣播結果。
疑問：法定數量（quorum），一般設置為集群規模大小的半數以上，quorum 在哪配置的？
特別說明：
服務器節點的優先級標識：(sid，zxid)
優先比較?zxid?（事務 ID），其次比較sid（服務器ID）
sid?(服務器 ID) 是節點配置文件中設定的
當前服務器上的?zxid?是什么時候設定的？是在 Leader 執行事務過程中，向當前服務器同步的？如何活的當前服務器上的?zxid？
具體選舉過程：
補充說明：
由于網絡延時，節點得不到足夠多廣播信息時，會做出錯誤的投票判斷，糾正過程更耗時
選舉過程中，服務器節點會等待一定時間，再廣播投票信息，時間間隔一般設定為?200 ms
上面 Leader 選舉，采取事件觸發?Push 方式?廣播消息，稱為?快速 Leader 選舉，因為之前的 Leader 選舉，采用?Pull 方式，每隔?1s?拉取一次。
疑問：
服務器節點，等待?200ms?的起始時間點是什么？是收到一輪新投票消息，開始計時？
RE：
正常情況下，投票信息是事件觸發，廣播出去的；
當某個服務器節點，判斷支持當前節點的投票數量 >=?法定數量（quorum），則，仍然等待?200ms，確認是否有更優的投票。
真正的投票信息：
| id | 被推舉 Leader 的 sid |
| zxid | 被推舉 Leader 的事務ID |
| electionEpoch | 投票的輪數，約束：同一輪投票，計數有效 |
| peerEpoch | 被推舉 Leader 的 epoch |
| state | 當前服務器的狀態 |
一次 Leader 選舉過程，屬于同一個?electionEpoch，結束時，會選出新的 Leader；服務器節點，在比較?(sid，zxid)?之前，會先比較選舉輪次?electionEpoch，只有同一輪次的 Leader 投票信息才是有效的：
外部投票輪次 > 內部投票輪次，更新內部投票，并且觸發當前節點投票信息的重新廣播
外部投票輪次 < 內部投票輪次，直接忽略當前的外部投票
外部投票輪次 = 內部投票輪次，進一步比較?(sid，zxid)
疑問：Leader 負責執行所有的事務操作，一次事務操作，
Leader 如何將事務操作同步到 Follower 和 Observer ？同步、異步？
如何保證同步過程中，事務一定執行成功？事務失敗的影響？
Leader 上執行的事務狀態，通過?Zab?狀態更新的廣播協議，更新到 Follower 和 Observer。
附錄
分布式系統 Leader 選舉：腦裂
腦裂（split brain）：服務器集群的 2 個子集，能夠同時獨立選舉 Leader，并正常運行，形成 2 個集群。
解決辦法：Leader 選舉的法定數量（quorum），超過正常集群的半數。
Leader 選舉的必要條件：節點數量 >?法定數量。
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來源 |?https://urlify.cn/yqqmum
總結
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