zk集群运行过程中，服务器选举的源码剖析

在zk服务器集群启动过程中，经QuorumPeerMain中，不光会创建ZooKeeperServer对象，同时会生成QuorumPeer对象，代表了ZooKeeper集群中的一台机器。在整个机器运行期间，负责维护该机器的运行状态，同时会根据情况发起Leader选举。下图是 《从PAXOS到ZOOKEEPER分布式一致性原理与实践》的服务器启动流程。

QuorumPeer是一个独立的线程，维护着zk机器的状态。

@Overridepublic synchronized void start() { 
    loadDataBase(); 
    cnxnFactory.start();         
    startLeaderElection();    super.start(); 
} 

本次主要介绍的是选举相关的内容，至于其他操作可以看其他博客。之后的行文都是从startLeaderElection中衍生出来的。

基本概念：

SID：服务器ID，用来标示ZooKeeper集群中的机器，每台机器不能重复，和myid的值一直

ZXID：事务IDVote: 选票，具体的数据结构后面有

Quorum：过半机器数

选举轮次：logicalclock，zk服务器Leader选举的轮次

服务器类型：

在zk中，引入了Leader、Follwer和Observer三种角色。zk集群中的所有机器通过一个Leader选举过程来选定一台被称为Leader的机器，Leader服务器为客户端提供读和写服务。Follower和Observer都能够提供读服务，唯一的区别在于，Observer机器不参与Leader选举过程，也不参与写操作的过半写成功策略。因此，Observer存在的意义是：在不影响写性能的情况下提升集群的读性能。

服务器状态：

+ LOOKING：Leader选举阶段+ FOLLOWING：Follower服务器和Leader保持同步状态+ LEADING：Leader服务器作为主进程领导状态。+ OBSERVING：观察者状态，表明当前服务器是Observer，不参与投票

选举的目的就是选择出合适的Leader机器，由Leader机器决定事务性的Proposal处理过程，实现类两阶段提交协议(具体是ZAB协议)

QuorumPeer维护集群机器状态

QuorumPeer的职责就是不断地检测当前的zk机器的状态，执行对应的逻辑，简单来说，就是根据服务所处的不同状态执行不同的逻辑。删除了一部分逻辑后，代码如下：

@Overridepublic void run() {     
setName("QuorumPeer" + "[myid=" + getId() + "]" + 
            cnxnFactory.getLocalAddress());      
try {         
while (running) {             
switch (getPeerState()) {             
case LOOKING:                
LOG.info("LOOKING");                 
try {                     
    setBCVote(null);                           setCurrentVote(makeLEStrategy().lookForLeader()); 
                }  
catch (Exception e) {                     
LOG.warn("Unexpected exception", e);                   setPeerState(ServerState.LOOKING); 
          }                 
                break;             
case OBSERVING:                 
try {                     
LOG.info("OBSERVING");                    setObserver(makeObserver(logFactory));                    observer.observeLeader(); 
                } catch (Exception e) {                    LOG.warn("Unexpected exception",e );                         
                } finally {                     
observer.shutdown();                     
setObserver(null);                     
setPeerState(ServerState.LOOKING); 
                }                 
break;             
case FOLLOWING:                 
try {                     
LOG.info("FOLLOWING");                    setFollower(makeFollower(logFactory));                    follower.followLeader(); 
 } catch (Exception e) {                     
LOG.warn("Unexpected exception",e); 
                } finally {                     
follower.shutdown();                     
setFollower(null);                     
setPeerState(ServerState.LOOKING); 
                }                 
break;             
case LEADING:                 
LOG.info("LEADING");                 
try {                     
setLeader(makeLeader(logFactory));                     
leader.lead();                     
setLeader(null); 
                } catch (Exception e) {                    LOG.warn("Unexpected exception",e); 
                } finally {                     
if (leader != null) {                         
leader.shutdown("Forcing shutdown");                        setLeader(null); 
                    }                     
setPeerState(ServerState.LOOKING); 
                }            
break; 
            } 
        } 
    } finally {         
LOG.warn("QuorumPeer main thread exited"); 
    } 
} 

（编辑：源码网）

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