Zookeeper——集群搭建 & 选举机制

1.前言

继上一篇文章中，我学过了Zookeeper的一些概念、配置文件以及Linux下本地启动。那么这篇文章来讲讲关于Zookeeper集群的相关操作步骤。

2.步骤详解

首先我们需要准备三台机器，这里就对我原有的Linux进行链接克隆，再克隆两台，一共三台就可以了。克隆完之后，我们首先需要对克隆的这两台机器的ip、主机名做一下修改。

修改 ip 命令如下：👇👇👇 我这里的三台机器分别是 130、131、132，大家根据自己的去修改。

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

#下面这条命令在修改完上面的ip地址之后执行，重启网络服务
systemctl restart network

修改主机名，同时将 ip 与主机名形成映射关系。分别对应下面的命令：👇👇👇

我这里是将三台机器的主机名设置成了 zk101、zk102、zk103。 修改完成之后，可以使用hostname命令查看

hostnamectl set-hostname zk101

hostnamectl set-hostname zk102

hostnamectl set-hostname zk103

vi /etc/hosts

下面要做的就是将 zookeeper 压缩包分别上传至 zk102、zk103 这两台机器上，rz -E 可以、Xftp也行、或者windows找到压缩包直接拉取也行。

之后解压、改名、修改配置文件、创建zkData等这些步骤我就不再详细说了，大家可以参考：https://blog.csdn.net/weixin_43823808/article/details/124593569

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下面就是集群搭建的新步骤，首先需要修改每台机器上的zookeeper的配置文件：zoo.cfg，重要的是最后的那几行配置，这里我是在 zk102 上先修改的，这个无所谓，修改完成之后，可以到 zk101、zk103上做同样的修改。

这里我对上面配置文件中的server.1=zk101:2888:3888这行配置做个简单解释：

server.A=B:C:D

**A **是一个数字，表示这个是第几号服务器； 集群模式下配置一个文件 myid，这个文件在 dataDir 目录下，这个文件里面有一个数据 就是 A 的值，Zookeeper 启动时读取此文件，拿到里面的数据与 zoo.cfg 里面的配置信息比较从而判断到底是哪个 server。

**B **是这个服务器的地址；

**C **是这个服务器 Follower 与集群中的 Leader 服务器交换信息的端口；

**D **是万一集群中的 Leader 服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。

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然后我们需要配置一个新东西，叫服务器编号。

在/opt/module/zookeeper-3.5.7/zkData 目录下创建一个 myid 的文件。在文件中添加与 server 对应的编号（注意：上下不要有空行，左右不要有空格） ，也就是 zk101的myid为1、zk102的myid为2、zk103的myid为3。

以上需要配置的我们配置了，需要修改的我们修改了，下面就可以依次启动集群了。

三台机器都启动成功之后，下面使用命令查看集群中各个节点的状态，看看谁是 Leader、谁是 Follower。

以上，关于zookeeper的集群搭建及启动就完成了，如果大家感觉这样一次一次启动太麻烦，也可以写一个shell脚本，来完成对三台zookeeper的一次性启动。

#!/bin/bash

case $1 in
"start"){
    for i in 192.168.40.130 192.168.40.131 192.168.40.132
    do
        echo ---------------- zookeeper $i 启动 ----------------
        ssh $i "/opt/module/zookeeper-3.5.7/bin/zkServer.sh start"
    done
}
;;
"stop"){
    for i in 192.168.40.130 192.168.40.131 192.168.40.132
    do
        echo ---------------- zookeeper $i 停止 ----------------
        ssh $i "/opt/module/zookeeper-3.5.7/bin/zkServer.sh stop"
    done
}
;;
"status"){
    for i in 192.168.40.130 192.168.40.131 192.168.40.132
    do
        echo ---------------- zookeeper $i 状态 ----------------
        ssh $i "/opt/module/zookeeper-3.5.7/bin/zkServer.sh status"
    done
}
;;
esac

写好之后，我们在 /bin 目录下，创建一个可执行脚本：zk.sh，将上面写好的内容copy进去，之后 :wq！保存退出即可。

如果说这个脚本的执行权限不够，可以执行 chmod 777 zk.sh 为它赋予最大权限。最后执行就可以了。

从上面的脚本执行截图中可以看到，我们写的 start、status都是可以正常执行的。

3.选举机制

3.1 第一次启动

我们假设这个zookeeper集群有5台服务器，下面简单说一下它的流程。

（1）服务器1启动，发起一次选举。服务器1是自私的，那么它先投自己一票。此时服务器1票数一票，不够半数以上（3票），选举无法完成，服务器1状态保持为 LOOKING；

（2）服务器2启动，再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票（此时服务器1有1票、服务器2有1票），然后服务器2会与服务器1交换选票信息：服务器2会把自己这1票先给服务器1，那么服务器1就有1+1=2票，服务器2就有1-1=0票，此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的（服务器1）大，它就会更改选票为推举服务器2，同时将自己手中的2票再交换给服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，票数也没有达到集群半数以上的结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING。

（3）服务器3启动，发起一次选举。服务器3仍然会向第二步那样与服务器2进行交换选票信息（服务器1是0票、服务器2是2票、服务器3投给自己所以是1票），那么服务器3和服务器2交换之后，服务器2就有2+1=3票、服务器3就有1-1=0票，此时服务器2发现服务器3的myid比自己目前投票推举的（服务器2）大，它就会更改选票为推举服务器3，同时将自己手中的3票再交换给服务器3。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果：服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过集群中的半数，所以服务器3当选Leader。服务器1、2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING。

（4）服务器4启动，发起一次选举。此时服务器1，2，3已经不是LOOKING状态，不会更改选票信息。交换选票信息结果：服务器3为3票，服务器4为 1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态为FOLLOWING；

（5）服务器5启动，同4一样当小弟。

3.2 非第一次启动

（1）当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举：

• 服务器初始化启动。
• 服务器运行期间无法和Leader保持连接。

（2）而当一台机器进入Leader选举流程时，当前集群也可能会处于以下两种状态：

• 集群中本来就已经存在一个Leader。 对于第一种已经存在Leader的情况，机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器来说，仅仅需要和Leader机器建立连接，并进行状态同步即可。
• *集群中确实不存在Leader*。 **假设ZooKeeper由5台服务器组成，SID分别为1、2、3、4、5，ZXID分别为8、8、8、7、7，并且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻， 3和5服务器出现故障，因此开始进行Leader选举。

SID为1、2、4的机器投票情况： （EPOCH，ZXID，SID ） （EPOCH，ZXID，SID ） （EPOCH，ZXID，SID ）

                                                            （1，8，1）                                  （1，8，2）                                     

（1，7，4）

*选举Leader*规则： **①EPOCH大的直接胜出 ；②EPOCH相同，事务id大的胜出 ；③事务id相同，服务器id大的胜出。