Kafka-服务端-PartitionLeaderSelector、ReplicaStateMachine

PartitionLeaderSelector

通过对前面的分析可知,PartitionMachine将Leader副本选举、确定ISR集合的工作委托给了PartitionLeaderSelector接口实现,PartitionMachine可以专注于管理分区状态。这是策略模式的一种典型的应用场景。

图展示了PartitionLeaderSelector的实现类,这五个不同的实现提供了不同的策略。PartitionLeaderSelector接口的定义如下:

NoOpLeaderSelector是其中最简单的实现,它并没有进行Leader选举,而是将currentLeaderAndlsr直接返回,需要接收LeaderAndIsrRequest的Broker则是分区的AR集合。代码就不贴出来了。

OfflinePartitionLeaderSelector会根据currentLeaderAndlsr选举新的Leader和ISR集合,策略如下:

  1. 如果在ISR集合中存在至少一个可用的副本,则从ISR集合中选择新的Leader副本,当前ISR集合为新ISR集合。
  2. 如果ISR集合中没有可用的副本且"Unclean leader election"配置被禁用,那么就抛出异常。
  3. 如果"Unclean leader election"被开启,则从AR集合中选择新的Leader副本和ISR集合。
  4. 如果AR集合中没有可用的副本,抛出异常。

对于剩余的PartitionLeaderSelector实现,这里只介绍其策略。

PreferredReplicaPartitionLeaderSelector的策略是:如果"优先副本"可用且在ISR集合中,则选取其为Leader副本,当前的ISR集合为新的ISR集合,并向AR集合中所有可用副本发送LeaderAndIsrRequest,否则会抛出异常。

ReassignedPartitionLeaderSelector涉及到副本的重新分配,副本重新分配的相关概念后面详细分析,这里先简单了解ReassignedPartitionLeaderSelector的策略:选取的新Leader副本必须在新指定的AR集合中且同时在当前ISR集合中,当前ISR集合为新ISR集合,接收LeaderAndIsrRequest的副本是新指定的AR集合中的副本。

ControlledShutdownLeaderSelector的策略是:从当前ISR集合中排除正在关闭的副本后作为新的ISR集合,从新ISR集合中选择新的Leader,需要向AR集合中可用的副本发送LeaderAndIsrRequest。

ReplicaStateMachine

ReplicaStateMachine是Controller Leader用于维护副本状态的状态机。副本状态由ReplicaState接口表示,它有七个子类,分别代表了副本的七种不同的状态,如表所示。

ReplicaState之间的转换如图所示。下面介绍各个ReplicaState状态之间转换时需要完成的相关操作。

  • NonExistentReplica →NewReplica Controller向此副本所在Broker发送LeaderAndIsrRequest,并向集群中所有可用的Broker发送UpdateMetadataRequest。
  • NewReplica →OnlineReplicaController将NewReplica加入到AR集合中。
  • OnlineReplica,OfflineReplica→OnlineReplica

Controller向此副本所在的Broker发送LeaderAndIsrRequest,并向集群中所有可用的Broker发送UpdateMetadataRequest。

  • NewReplica,OnlineReplica,OflineReplica,ReplicaDeletionIneligible →OffineReplica
    Controller向副本所在Broker发送StopReplicaRequest,之后会从ISR集合中清除此副本,最后向其他可用副本所在的Broker发送LeaderAndIsrRequest,并向集群中所有可用的Broker发送UpdateMetadataRequest。
  • OffineReplica→ReplicaDeletionStarted
    Controller向副本所在Broker发送StopReplicaRequest。
  • ReplicaDeletionStarted →ReplicaDeletionSuccessful只做状态转换,并没有其他操作。
  • ReplicaDeletionStarted →ReplicaDeletionIneligible只做状态转换,并没有其他操作。
  • ReplicaDeletionSuccessful →NonExistentReplicaController从AR集合中删除此副本。

在ReplicaStateMachine中也有controllerContext、zkUtils、brokerRequestBatch字段,它们的功能与PartitionStateMachine中的同名字段相同,ReplicaStateMachine剩余的字段如下所述。

  • replicaState:MapPartitionAndReplica,ReplicaState类型,记录每个副本对应的ReplicaState状态。
  • brokerChangeListener:ZooKeeper的监听器,用于监听Broker的变化,例如Broker宕机或重新上线等事件。

ReplicaStateMachine启动时会对replicaState集合进行初始化,并调用handleStateChanges()方法尝试将可用副本转换为OnlineReplica状态。

相关推荐
小白酷爱学习2 小时前
鸿蒙OS的开发语言与工具链:如何驾驭全新开发生态!
分布式·华为·架构·harmonyos
数智启示录4 小时前
实时数据湖 flink CDC + Kafka +Doris 【企业级实战】Checkpoint、Offset、事务与幂等如何闭环 06
大数据·flink·kafka
BD_Marathon5 小时前
Hadoop组成
大数据·hadoop·分布式
数智启示录6 小时前
实时数据湖 Flink CDC + Kafka +Doris 【企业级实战】之Kafka 事件缓冲层 【附核心源码】 04
java·大数据·flink·kafka·数据库开发
数智启示录7 小时前
实时数据湖 flink CDC + Kafka +Doris 【企业级实战】性能调优与生产运维闭环 09
运维·flink·kafka
树下水月9 小时前
python3 使用canal监听后,kafka数据同步从mysql到clickhouse数据库 完整复盘
数据库·mysql·kafka
Databuff9 小时前
使用Pinpoint作分布式链路跟踪系统
运维·分布式·运维开发·开源软件
传感器与混合集成电路9 小时前
分布式光纤测温DTS系统:ZDTS-P2000与X1000参数对比及找漏监测应用
分布式·数据分析
传感器与混合集成电路9 小时前
分布式光纤声波DAS测井系统:0.1Hz低频检测、0.1m采样间隔与6066m实井对比
分布式
MetaLite9 小时前
SpringBoot整合Caffeine-集群本地缓存如何保证分布式一致性
spring boot·分布式·缓存