二. zookeeper集群与选举机制

二. zookeeper集群与选举机制

2.1：ZooKeeper集群三种角色

一.分类

1. leader：作为整个zk集群写请求的唯一处理者，并负责进行投票的发起和决议，更新系统的状态。
2. follower：接收客户端请求，处理读请求，并向客户端返回结果；将写请求转给 Leader；在选举 Leader过程中参与投票。
3. observer：可以理解为无选举投票权的 Flollower，其主要是为了协助 Follower 处理更多的读请求。如果Zookeeper 集群的读请求负载很高，或者客户端非常非常多，多到跨机房，则可以设置一些 Observer服务器，以提高读取的吞吐量。

二.图示

三种角色图示：

observer作用：

2.2：ZooKeeper集群三种模式

一.分类

1. 恢复模式： 如果leader崩溃，这个时候就会进入恢复模式，使整个zk集群恢复到正常的工作状态
2. 同步模式：新的leader选举出来后，就会进入同步模式（各个follower会去同步新的leader上的数据），当大多数zkServer完成了与leader的状态同步之后，恢复模式就结束
3. 广播模式：客户端想写入数据，这个时候leader发起提议，当leader的提议被大多数的zkServer统一之后，leader就会去修改自身的数据，并将修改后的数据广播给其他的follower

二.图示

2.3：ZooKeeper集群选举

一.myid与zxid

1. myid：这是 zk 集群中服务器的唯一标识，称为 myid。
   1. 例如，有三个 zk 服务器，那么编号分别是 1,2,3。
2. zxid：
   1. zxid 为 Long 类型，其中高 32 位表示 epoch，低 32 位表示 xid。
   2. 组成：
      1. epoch： 每个 Leader 都会具有一个不同的 epoch 值，表示一个时期、时代。新的 Leader 产生，则会更新所有zkServer 的 zxid 中的 epoch
      2. xid： zk 的事务 id，每一个写操作都是一个事务，都会有一个xid。每一个写操作都需要由 Leader 发起一个提议，由所有 Follower 表决是否同意本次写操作。

• zxid原理：

类似ReentranReadWriteLock 32位

高位	低位
0000000000000000	0000000000000000

zxid 是64位

epoch	xid
00000000000000000000000000000000	00000000000000000000000000000000

二. 逻辑时钟

逻辑时钟，Logicalclock：是一个整型数，该概念在选举时称为 logicalclock，而在 zxid 中则为 epoch 的值。即 epoch 与 logicalclock 是同一个值，在不同情况下的不同名称。

三. zk的选举状态

1. 分类
   1. LOOKING，选举状态(查找 Leader 的状态)。
   2. LEADING，领导者状态。处于该状态的服务器称为 Leader
   3. FOLLOWING，随从状态，同步 leader 状态。处于该状态的服务器称为 Follower。
   4. OBSERVING，观察状态，同步 leader 状态。处于该状态的服务器称为 Observer。
2. 图示
   

2.4：ZooKeeper集群选举发生的时机与选举算法

一.简介

1. 发生时机：整个集群群龙无首的时候
   1. 服务启动
   2. leader宕机之后
2. 选举机制：集群中，半数zkServer同意，则产生新的leader
   1. 注意：搭建集群时，一般都是奇数个。例：三台服务器，最多允许一台宕机，四台服务器，也是最多允许一台宕机
3. 选举算法：对比（myid，zxid）
   1. 先对比zxid，zxid大者（大表示数据越新）胜出，成为leader
   2. 如果zxid一致，则myid大者成为leader

二.图示

2.5：ZooKeeper集群搭建

一.简介

1. 端口的作用（默认配置下）
   1. 2181： 对client端提供服务
   2. 2888： 集群内及其通讯使用的端口
   3. 3888： 集群选举leader

二.集群步骤（3台）

1. 修改zk配置
   1. 编辑zk的conf目录下的zoo.cfg：
      1. dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/data
      2. 三台分别修改zoo.cfg：
         1. server.1=xdclass1:2888:3888
         2. server.2=xdclass2:2888:3888
         3. server.3=xdclass3:2888:3888
   2. 在zk的根目录下，新建一个data目录，并在data目录下新增一个myid的文件
2. 配置权限：
   1. 三台服务器，分别新增一个叫做zookeeper的用户 useradd zookeeper
   2. 将修改好配置的zk，分别放到三台服务器的/usr/local/,并将目录权限改为zookeeper用户chown -R zookeeper:zookeeper zookeeper-3.4.12/
3. 修改myid文件： 三台服务器，均修改/usr/local/zookeeper-3.4.12/data/目录里的myid文件,文件内容是一个数字，对应server.1=xdclass1 里的1
4. 关闭防火墙systemctl stop firewalld.service
5. 清理cmd文件，并使sh文件具有可执行权限：
   1. 进入zk的bin目录运行下面命令

rm -rf *.cmd
chmod +x *.sh

6. 启动并观察状态：
   1. 从第一台机子依次启动 ./zkServer.sh start
   2. 三台机子均启动完成之后，可以使用zkServer.sh status去查看状态

• leader的机器状态
  

• follower的机器的状态
  

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