ZooKeeper应用案例之选举机制原理分析

本文从原理和实现角度介绍如何使用ZooKeeper解决常见的分布式问题，包括leader选举、分布式队列、负载均衡等。基于ZooKeeper实现leader选举的基本思想是，让各个参与竞选的实例同时在ZooKeeper上创建指定的znode，比如/current/leader，谁创建成功则谁竞选成功，并将自己的信息（host、port）写入该znode数据域，之后其他竞选者向该znode注册watcher，以便当前leader出现故障时，第一时间再次参与竞选，具体如图所示：

基于ZooKeeper的leader选举

基于ZooKeeper的leader选举流程如下：

1）各实例启动后，尝试在ZooKeeper上创建ephemeral类型znode节点/current/leader，假设实例B创建成功，则将自己的信息写入该znode，并将自己的角色标注为leader，开始执行leader相关的初始化工作。

2）除B之外的实例得知创建znode失败，则向/current/leader注册watcher，并将自己角色标注为follower，开始执行follower相关的初始化工作。

3）系统正常运行，知道实例B因故障退出，此时znode节点/current/leader被ZooKeeper删除，其他follower收到节点被删除的事情，重新转入步骤1，开始新一轮leader选举。

在Haddop生态系统中，HBase、YARN和HDFS等系统，采用了类似的机制结局leader选举问题。