分佈式選舉
主節點，在一個分佈式集羣中負責對其他節點的協調和管理。
分佈式選舉的算法
序號選舉的算法（ Bully 算法）
核心思想選取 ID 最大的節點作爲主節點。
在 Bully 算法中，節點的角色有兩種：普通節點和主節點。初始化時，所有節點都是平等的，都是普通節點，並且都有成爲主的權利。但是，當選主成功後，有且僅有一個節點成爲主節點，其他所有節點都是普通節點。當且僅當主節點故障或與其他節點失去聯繫後，纔會重新選主。
Bully 算法在選舉過程中，需要用到以下 3 種消息：
Election 消息，用於發起選舉；
Alive 消息，對 Election 消息的應答；
Victory 消息，競選成功的主節點向其他節點發送的宣誓主權的消息。
具體的選舉過程
1.集羣中每個節點判斷自己的 ID 是否爲當前活着的節點中 ID 最大的，如果是，則直接向其他節點發送 Victory 消息，宣誓自己的主權；
2.如果自己不是當前活着的節點中 ID 最大的，則向比自己 ID 大的所有節點發送 Election 消息，並等待其他節點的回覆；
3.若在給定的時間範圍內，本節點沒有收到其他節點回復的 Alive 消息，則認爲自己成爲主節點，並向其他節點發送 Victory 消息，宣誓自己成爲主節點；
4.若接收到來自比自己 ID 大的節點的 Alive 消息，則等待其他節點發送 Victory 消息；若本節點收到比自己 ID 小的節點發送的 Election 消息，則回覆一個 Alive 消息，告知其他節點，我比你大，重新選舉。
實際應用：
MongoDB 的分佈式選舉中，採用節點的最後操作時間戳來表示 ID，時間戳最新的節點其 ID 最大，也就是說時間戳最新的、活着的節點是主節點。
缺點：
1.需要每個節點有全局的節點信息，因此額外信息存儲較多。
2.任意一個比當前主節點 ID 大的新節點或節點故障後恢復加入集羣的時候，都可能會觸發重新選舉，成爲新的主節點。如果該節點頻繁退出、加入集羣，就會導致頻繁切主。
多數派算法（比如，Raft 算法、ZAB 算法）
Raft 算法
核心思想是“少數服從多數”。
採用 Raft 算法選舉，集羣節點的角色有 3 種：
Leader，即主節點，同一時刻只有一個 Leader，負責協調和管理其他節點；
Candidate，即候選者，每一個節點都可以成爲 Candidate，節點在該角色下纔可以被選爲新的 Leader；
Follower，Leader 的跟隨者，不可以發起選舉。
Raft 選舉的流程：
1.初始化時，所有節點均爲 Follower 狀態。
2.開始選主時，所有節點的狀態由 Follower 轉化爲 Candidate，並向其他節點發送選舉請求。
3.其他節點根據接收到的選舉請求的先後順序，回覆是否同意成爲主。這裏需要注意的是，在每一輪選舉中，一個節點只能投出一張票。
4.若發起選舉請求的節點獲得超過一半的投票，則成爲主節點，其狀態轉化爲 Leader，其他節點的狀態則由 Candidate 降爲 Follower。Leader 節點與 Follower 節點之間會定期發送心跳包，以檢測主節點是否活着。
5.當 Leader 節點的任期到了，即發現其他服務器開始下一輪選主週期時，Leader 節點的狀態由 Leader 降級爲 Follower，進入新一輪選主。
實際應用：
etcd 的集羣管理器 etcds，是一個高可用、強一致性的服務發現存儲倉庫，就是採用了 Raft 算法來實現選主和一致性的。
優點：Raft 算法具有選舉速度快、算法複雜度低、易於實現；
缺點：它要求系統內每個節點都可以相互通信，且需要獲得過半的投票數才能選主成功，因此通信量大。
具有優先級的民主投票：ZAB 算法
ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）選舉算法是爲 ZooKeeper 實現分佈式協調功能而設計的。核心是“少數服從多數，ID 大的節點優先成爲主”。通過節點 ID 和數據 ID 作爲參考進行選主，節點 ID 和數據 ID 越大，表示數據越新，優先成爲主。
使用 ZAB 算法選舉時，集羣中每個節點擁有 3 種角色：
Leader，主節點；
Follower，跟隨者節點；
Observer，觀察者，無投票權。
選舉過程中，集羣中的節點擁有 4 個狀態：
Looking 狀態，即選舉狀態。當節點處於該狀態時，它會認爲當前集羣中沒有 Leader，因此自己進入選舉狀態。
Leading 狀態，即領導者狀態，表示已經選出主，且當前節點爲 Leader。
Following 狀態，即跟隨者狀態，集羣中已經選出主後，其他非主節點狀態更新爲 Following，表示對 Leader 的追隨。
Observing 狀態，即觀察者狀態，表示當前節點爲 Observer，持觀望態度，沒有投票權和選舉權。
投票過程中，每個節點都有一個唯一的三元組 (server_id, server_zxID, epoch)，其中 server_id 表示本節點的唯一 ID；server_zxID 表示本節點存放的數據 ID，數據 ID 越大表示數據越新，選舉權重越大；epoch 表示當前選取輪數，一般用邏輯時鐘表示。
ZAB 算法選主的原則是：server_zxID 最大者成爲 Leader；若 server_zxID 相同，則 server_id 最大者成爲 Leader。
3個節點的選舉過程：
1.當系統剛啓動時，3 個服務器當前投票均爲第一輪投票，即 epoch=1，且 zxID 均爲 0。此時每個服務器都推選自己，並將選票信息 廣播出去。
2.根據判斷規則，由於 3 個 Server 的 epoch、zxID 都相同，因此比較 server_id，較大者即爲推選對象，因此 Server 1 和 Server 2 將 vote_id 改爲 3，更新自己的投票箱並重新廣播自己的投票。
3.此時系統內所有服務器都推選了 Server 3，因此 Server 3 當選 Leader，處於 Leading 狀態，向其他服務器發送心跳包並維護連接；Server1 和 Server2 處於 Following 狀態。
優點：性能高；
缺點：複雜度高，選舉時間長。