zookeeper的Leader选举机制是什么

前言：

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，提供了高性能且可靠的分布式应用程序协调的功能。在ZooKeeper集群中，为了保证高可用性和数据的一致性，需要选举一个Leader来负责协调和管理集群的状态。Leader选举是ZooKeeper的核心机制之一，本文将介绍ZooKeeper的Leader选举机制。

选举过程

ZooKeeper集群中的每个节点都可以成为Leader，选举过程如下：

1. 每个节点都尝试发起选举，将自己作为Leader候选人，并向其他节点发送选举请求。

public synchronized void startLeaderElection() {
    if (shutdownTriggered)
        return;
    LOG.debug("Starting leader election, proposed leader: {}", self.getId());
    setState(QuorumPeer.ServerState.LOOKING);
    proposedLeader = self.getId();
    nLeaderElectionAttempts++;
    try {
        sendNotifications();
    } catch (IOException e) {
        LOG.error("Election notification send failed unexpectedly", e);
    }
    if (self.getPeerState() == LearnerState.LEADING) {
        return;
    }
    int i;
    for (i = 0; (i = logicalClock.recv) {
            logicalClock.increment();
        } else {
            LOG.error("Logic clock going backward for '" + self.getId() + "' from  "
                      + logicalClock.recv + " to " + logicalClock.tick);
            logicalClock.recv = logicalClock.tick;
        }
    }
}

2. 其他节点收到选举请求后，会对比自己和候选人的ZXID（事务ID），ZXID大的节点优先成为Leader。

public synchronized Vote lookForLeader() throws InterruptedException {
    while (running) {
        switch(state) {  
        case LOOKING:  
            total = getCurrentConfigVotingView().size();  
            if(pendingRevalidation){  
                LOG.debug("pR ");                
                revalidate();  
                pendingRevalidation = false;  
                break;   
            }  
            LOG.debug("Looking.");  
            leaderVote = self.getId();  
            logicalClock.tick();  
            try {  
                sendNotifications();  
            } catch(IOException e) {  
                ElectionResult result = new ElectionResult(ElectionResult.Err.ERR_IO, null);  
                leaveInstance(result);  
                throw new InterruptedException();  
            }  
            synchronized(this){  
                wait(notTimeout);  
            }  
            if(leader != null){  
                state = ServerState.FOLLOWING;  
                leaveInstance(new ElectionResult(ElectionResult.Err.CONF,  
                        ((Long) leader.getId()).toString()));  
            }  

机制特点

ZooKeeper的Leader选举机制具有以下几个特点：

1. 分布式：Leader选举是在整个ZooKeeper集群中进行的，每个节点都有机会成为Leader。

2. 基于事务ID：在选举过程中，节点之间会比较彼此的事务ID（ZXID），选择ZXID大的节点作为Leader。ZXID是一个递增的序列号，表示每个事务的唯一标识。

3. 心跳检测：当节点发起选举后，会向其他节点发送心跳检测，确保其他节点能够正常响应。如果节点在规定时间内没有收到其他节点的心跳响应，则会重新选举。

4. 多数派原则：Leader必须获得大多数节点的支持才能成为Leader。这样可以确保集群中大多数节点对Leader的选择达成一致，从而保证数据的一致性和高可用性。

总结：

ZooKeeper的Leader选举机制是通过节点之间互相发起选举和比较事务ID（ZXID）来确定Leader的。选举过程中节点之间会进行心跳检测，确保节点的正常运行。Leader选举的成功与否直接影响到集群的性能和可用性，因此选举机制的设计非常重要。