Zookeeper 集群节点故障剔除、切换、恢复原理

Zookeeper 集群节点故障剔除、切换、恢复原理

zookeeper 集群节点故障时，如何剔除节点，如果为领导节点如何处理，如何进行故障恢

复的，实现原理?

在 Zookeeper 集群中，当节点故障时，集群需要自动剔除故障节点并进行故障恢复，确保集群的高
可用性和一致性。具体来说，当跟随者节点故障时，集群可以继续运行，但当领导节点故障时，需要进
行领导节点的重新选举。以下是实现原理和处理步骤。

节点故障检测与剔除

1. 心跳机制：- 每个 Zookeeper 节点定期发送心跳消息给领导节点。- 领导节点监控所有跟随者节点的心跳，如果在一定时间内未收到某个节点的心跳消息，认为该节点故障。
2. 剔除故障节点：- 领导节点将故障节点从活跃节点列表中移除，不再向其广播事务。- 故障节点重新上线后，需要重新加入集群并同步数据。

领导节点故障处理

1. 故障检测：- 当跟随者节点检测到领导节点未发送心跳消息或未响应请求，认为领导节点故障。- 跟随者节点进入领导选举模式。
2. 领导选举：- 所有活跃节点参与领导选举过程。- 使用 ZAB 协议（Zookeeper Atomic Broadcast）进行选举，选出新的领导节点。- 选举过程保证新的领导节点拥有最新的事务日志。
3. 数据同步：- 新的领导节点选出后，将其最新状态广播给所有跟随者节点。- 跟随者节点与新的领导节点进行数据同步，确保数据一致性。
4. 恢复服务：- 数据同步完成后，集群恢复正常服务，新的领导节点开始处理客户端请求。

实现原理

1. 心跳检测与故障剔除

classZookeeperNode{
   privateint id;privateboolean isLeader;privateList<ZookeeperNode> followers;privateMap<Integer,Long> followerHeartbeat;publicZookeeperNode(int id){
   this.id = id;this.isLeader =false;this.followers =newArrayList<>();this.followerHeartbeat =newHashMap<>();}publicvoidaddFollower(ZookeeperNode follower){
   
        followers.add(follower);
        followerHeartbeat.put(follower.getId(),System.currentTimeMillis());}publicvoidsendHeartbeat(){
   for(ZookeeperNode follower : followers){
   
            follower.receiveHeartbeat(id);}}publicvoidreceiveHeartbeat(int leaderId){
   if(isLeader){
   System.out.println("Leader received heartbeat from follower: "+ leaderId);}else{
   System.out.println("Follower received heartbeat from leader: "+ leaderId);}}publicvoidcheckFollowerHeartbeats(){
   long currentTime =System.currentTimeMillis();for(Map.Entry<Integer,Long> entry : followerHeartbeat.entrySet()){
   if(currentTime - entry.getValue()>5000){
   // 假设心跳超时时间为 5 秒System.out.println("Follower "+ entry.getKey()+" is considered dead.");
                followerHeartbeat.remove(entry.getKey());}}}publicintgetId(){
   return id;}publicstaticvoidmain(String[