Leader选举的实现细节
服务器状态
- LOOKING：寻找Leader状态，当服务器处于该状态的时候，它会认为当前集群中没有Leader，因此需要进入Leader选举流程
- FOLLOWING：跟随者状态，表明当前服务器角色是Follower
- LEADING：领导者状态，表明当前服务器角色是Leader
- OBSERVING：观察者状态，表明当前服务器角色是Observer
投票数据结构
- id：被推举的Leader的SID值，即myid中设置的参数
- zxid：当前投票的事务ID
- electionEpoch：逻辑时钟，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加１操作，用来判断多个投票是否在同一轮选举周期中
- peerEpoch：被推举的Leader的epoch
- state：当前服务器的状态
消息队列
每台服务器启动的时候，都会启动一个QuorumCnxManager，负责各台服务器之间底层的Leader选举过程中的网络通信。
- recvQueue：消息接收队列，用于存放那些从其他服务器接收到的消息
- queueSendMap：消息发送队列，key（集群中其他机器的SID），value（消息内容）
- senderWorkerMap：消息发送器集合，key对应SID，value对应每一台远程的ZooKeeper服务器
- lastMessageSent：最近发送过的消息。在这个集合中，为每个SID保留最近发送过的一个消息
算法核心
１. 自增选举轮次
在FastLeaderElection实现中，有一个logicalclock属性，用于标识当前Leader的选举轮次，ZooKeeper规定了所有有效的投票都必须在同一轮次中。ZooKeeper在开始新一轮的投票时，会首先对logicallock进行自增操作
2. 初始化选票
初始化Vote数据结构
- id：当前服务器自身的SID
- zxid：当前服务器最新的ZXID值
- electionEpoch：当前服务器的选举轮次
- peerEpoch：被推举的服务器的选举轮次
- state：LOOKING
3. 发送初始化选票
服务器发起第一次投票。ZooKeeper会将刚刚初始化的Vote放入sendqueue队列中，由发送器WorkerSender负责发送出去。
4. 接收外部选票
每台服务器会不断地从recvqueue队列中获取外部投票。如果服务器发现无法获取到任何的外部投票，那么就会立刻确认自己是否和集群中其他服务器保持有效连接；如果发现没有建立连接，就会建立连接，并再次发送自己当前的内部投票。
5. 判断选举轮次
根据选举的轮次处理外部投票
外部投票的选举轮次大于内部投票
更新自己的选举轮次（logicalclock），并且清空所有已经收到的选票，使用新初始化的投票与外部投票进行PK，最终再将内部投票发送出去外部投票的选举轮次小于内部投票
ZooKeeper忽略该外部投票，返回步骤4外部投票的选举轮次与内部投票一致
进行选票PK
注意，只有在同一选举轮次的投票才是有效的投票
6. 选票PK
- 外部投票中被推举的Leader服务器的选举轮次大于内部投票，那么进行投票变更
- 如果选举轮次一致，那么对比两者的ZXID，若外部投票的ZXID较大，进行投票变更
- 如果两者的ZXID一致，那么就对比两者的SID，如果外部投票的SID较大，进行投票变更
7. 变更投票
通过选票PK之后，如果确定了外部投票优于内部投票（所谓的“优于”，是指外部投票所推举的服务器更适合成为Leader），那么进行投票变更——使用外部投票的选票信息来覆盖内部投票。变更完成之后，再次将这个变更的内部投票发送出去。
8. 选票归档
无论是否进行了投票变更，都会将刚刚收到的那份外部投票放入“选票集合”recvSet中进行归档，recvSet用于记录当前服务器在本轮次中的Leader选举中收到的所有外部投票——按照服务器对应的SID来区分，例如{(1, vote1), (2, vote2), …}
9. 统计投票
完成了选票归档之后，进行统计投票。如果确认已经有过半的服务器认可了该内部投票，则终止投票。否则返回步骤4。
10. 更新服务器状态
统计投票后，如果已经确定可以终止投票，那么就开始更新服务器状态。服务器首先判断当前被过半服务器认可的投票所对应的Leader服务器是否是自己，不过是自己的话，那么就会将自己的服务器状态更新为LEADING；否则，根据情况来确定自己是FOLLOWING或者是OBSERVING。