ZooKeeper 的选举原理

ZooKeeper 可以通过两种方式实现 Master 选举，分别利用了 ZooKeeper 的临时节点和临时有序节点。以下是它们的具体实现方式及原理：

1. 基于临时节点的 Master 选举

在这种方法中，所有参与选举的节点会尝试在 ZooKeeper 中创建一个临时节点，比如 /master-election。由于 ZooKeeper 保证同一层级下节点名称的唯一性，因此只有一个节点能够成功创建这个临时节点，成功创建的节点即被选为 Master。

• 选举过程：

  1. 每个节点尝试创建 /master-election 节点。
  2. 只有一个节点能够成功创建，成功的节点成为 Master。
  3. 其他未成功的节点会注册一个 Watcher 监听 /master-election 节点的变化。

• Master 节点故障处理：

  1. 如果 Master 节点出现故障（例如宕机），它创建的临时节点会自动删除。
  2. 监听的节点会收到通知，然后重新尝试创建 /master-election 节点，重新进行 Master 选举。

2. 基于临时有序节点的 Master 选举

这种方法利用了 ZooKeeper 的临时有序节点的特性。在选举时，所有参与的节点在同一父节点下（例如 /master-election）创建一个临时有序节点，ZooKeeper 会给这些节点分配一个全局递增的编号，编号最小的节点即为 Master。

• 选举过程：

  1. 所有节点在 /master-election 下创建一个临时有序节点，如 /master-election/lock-00000001、/master-election/lock-00000002 等。
  2. 节点编号最小的节点成为 Master。
  3. 其他节点会监听编号比自己小的节点的变化（如 lock-00000002 监听 lock-00000001 的变化）。

• Master 节点故障处理：

  1. 如果 Master 节点宕机，它创建的临时有序节点会被删除。
  2. 监听该节点的下一个节点会收到通知，然后成为新的 Master，继续服务。

例子说明

假设有 3 个客户端 client01、client02 和 client03 参与 Master 选举。

• 基于临时节点的选举：

  • client01 成功创建了 /master-election 节点，成为 Master。
  • client02 和 client03 注册了 Watcher 监听 /master-election 节点。
  • 当 client01 宕机，/master-election 节点被删除，client02 或 client03 中一个会成功创建新的 /master-election，成为新的 Master。

• 基于临时有序节点的选举：

  • client01 创建 /master-election/lock-00000001，client02 创建 /master-election/lock-00000002，client03 创建 /master-election/lock-00000003。
  • lock-00000001 的 client01 成为 Master。
  • 当 client01 宕机，lock-00000001 节点被删除，client02 监听到 lock-00000001 的删除，接着成为 Master。

这两种方式都充分利用了 ZooKeeper 的特性，保证了分布式环境下 Master 节点的选举和切换的高效性和一致性。