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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:Map[PartitionAndReplica,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。
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