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Zookeeper 选举机制
zookeeper 三种选择策略
- LeaderElection （即将废弃）
- AuthFastLeaderElection （即将废弃）
- FastLeaderElection （默认）
选择机制中的概念
Serverid
服务器ID/编号。比如有三台服务器，编号分别是1,2,3。编号越大在选择算法中的权重越大。
Zxid：
数据ID。服务器中存放的最大数据ID。值越大说明数据越新，在选举算法中数据越新权重越大。
Epoch：
逻辑时钟，用来判断多个投票是否在同一轮选举周期中，该值在服务端是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。
Server状态：选举状态
- Looking 选举中状态(集群刚启动或leader宕机时，查找leader的状态)
- Leading 领导者状态(若节点为leader,那么它就是leading状态)
- Following 随从者状态(若节点为follower,它就会同步leader数据,成为following状态)
- Observing 观察者状态(若节点为observer，它就会同步leader数据,成为observing状态)
选举消息内容
在投票完成后，需要将投票信息发送给集群中的所有服务器，它包含如下内容。
- 服务器ID
- 数据ID
- 逻辑时钟
- 选举状态
FastLeaderElection 选举算法介绍
FastLeaderElection是标准的fast paxos算法的实现
判断是否已经胜出
默认是采用投票数大于半数则胜出的逻辑。
启动时的选举流程简述
目前有5台服务器，每台服务器均没有数据，它们的编号分别是1,2,3,4,5,按编号依次启动，它们的选择举过程如下：
- 服务器1启动，给自己投票，然后发投票信息，由于其它机器还没有启动所以它收不到反馈信息，服务器1的状态一直属于Looking(选举状态)。
- 服务器2启动，给自己投票，同时与之前启动的服务器1交换结果，由于服务器2的编号大所以服务器2胜出，但此时投票数没有大于半数，所以两个服务器的状态依然是LOOKING。
- 服务器3启动，给自己投票，同时与之前启动的服务器1,2交换信息，由于服务器3的编号最大所以服务器3胜出，此时投票数正好大于半数，所以服务器3成为领导者，服务器1,2成为小弟。
- 服务器4启动，给自己投票，同时与之前启动的服务器1,2,3交换信息，尽管服务器4的编号大，但之前服务器3已经胜出，所以服务器4只能成为小弟。
- 服务器5启动，后面的逻辑同服务器4成为小弟。
选举流程详述
一、 首先开始选举阶段，每个Server读取自身的zxid。
二、 发送投票信息
- 首先，每个Server第一轮都会投票给自己。
- 投票信息包含 ：所选举leader的Serverid，Zxid，Epoch。Epoch会随着选举轮数的增加而递增。
三、 接收投票信息
- 如果服务器B接收到服务器A的数据（服务器A处于选举状态(LOOKING 状态)
- 首先，判断逻辑时钟值：
- 如果发送过来的逻辑时钟Epoch大于目前的逻辑时钟。首先，更新本逻辑时钟Epoch，同时清空本轮逻辑时钟收集到的来自其他server的选举数据。然后，判断是否需要更新当前自己的选举leader Serverid。判断规则：保存的zxid最大值和leader Serverid来进行判断的。先看数据zxid,数据zxid大者胜出;其次再判断leader Serverid,leader Serverid大者胜出；然后再将自身最新的选举结果(也就是上面提到的三种数据（leader Serverid，Zxid，Epoch）广播给其他server)
- 如果发送过来的逻辑时钟Epoch小于目前的逻辑时钟。说明对方server在一个相对较早的Epoch中，这里只需要将本机的三种数据（leader Serverid，Zxid，Epoch）发送过去就行。
- 如果发送过来的逻辑时钟Epoch等于目前的逻辑时钟。再根据上述判断规则来选举leader ，然后再将自身最新的选举结果(也就是上面提到的三种数据（leader Serverid，Zxid，Epoch）广播给其他server)。
- 其次，判断服务器是不是已经收集到了所有服务器的选举状态：若是，根据选举结果设置自己的角色(FOLLOWING还是LEADER)，退出选举过程就是了。
- 最后，若没有收到没有收集到所有服务器的选举状态：也可以判断一下根据以上过程之后最新的选举leader是不是得到了超过半数以上服务器的支持,如果是,那么尝试在200ms内接收一下数据,如果没有新的数据到来,说明大家都已经默认了这个结果,同样也设置角色退出选举过程。
- 首先，判断逻辑时钟值：
- 如果所接收服务器A处在其它状态（FOLLOWING或者LEADING）。
- 逻辑时钟Epoch等于目前的逻辑时钟，将该数据保存到recvset。此时Server已经处于LEADING状态，说明此时这个server已经投票选出结果。若此时这个接收服务器宣称自己是leader, 那么将判断是不是有半数以上的服务器选举它，如果是则设置选举状态退出选举过程。
- 否则这是一条与当前逻辑时钟不符合的消息，那么说明在另一个选举过程中已经有了选举结果，于是将该选举结果加入到outofelection集合中，再根据outofelection来判断是否可以结束选举，如果可以也是保存逻辑时钟，设置选举状态，退出选举过程。
参考文章：
https://blog.csdn.net/u010039929/article/details/70171672
https://www.cnblogs.com/ASPNET2008/p/6421571.html
https://blog.csdn.net/cnh294141800/article/details/52959028/
https://www.cnblogs.com/felixzh/p/5869212.html