1. ZooKeeper的协议

1.1 ZAB协议

要深入学习ZooKeeper前，胡广认为我们要先学习ZooKeeper的核心理念，所有的ZooKeeper行为都是围绕这个核心来进行的。说了那么多，它就是——ZAB协议。

ZAB协议英文全称叫ZooKeeper Atomic Broadcast，我们透过中文含义可以大概了解他做了什么事情：ZooKeeper原子消息广播协议。

来看看原子广播在维基百科的解释。

在容错分布式计算中，原子广播或全序广播是指多进程系统中的所有正确进程都以相同顺序接收同一组消息（即相同的消息序列）的广播。

那ZooKeeper广播啥呢？我们知道ZooKeeper集群有Leader服务器、Follower服务器，这个Leader服务器接收了客户端所有的事务请求，事务请求可以是新增某一个ZNode节点，也可以是删除某一个ZNode节点。

这些事务请求的变更要不要提交、如何通知其他Follower服务器进行同步变更，这就是广播涉及的主要内容了。

ZAB协议主要包含了消息广播、崩溃模式，跟着胡广往下看看。

1.2 消息广播

ZAB协议的消息广播类似于二阶段提交过程。顾名思义事务最终的提交要分为两个阶段。

消息广播的流程如下：

（1）针对客户端的事务请求，Leader服务器会为其生成对应的事务Proposal，同时广播给集群中其余Followr机器。这个事务Proposal我们可以把他理解为事务提案。

（2）Follower服务器在接收到事务Proposal后会以事务日志形式写入到本地磁盘中，如果写入成功，则反馈一个Ack反馈给到Leader服务器。

（3）Leader服务器会收集其他Follower服务器的选票，只有半数的Follow服务器同意本次事务请求，那Leader服务器就会广播一个Commit消息，通知所有Follower服务器进行事务提交。

总结下来，也就是分为二个阶段，第一阶段是询问事务Proposal的写入尝试能否成功，第二阶段就是在Leader服务器、Follower服务器进行事务提交。

1.3 消息广播的缺点

当然消息广播的二阶段提交有所缺点。

（1）在消息广播的第二阶段，如果有部分Follower服务器没有收到Leader服务器广播的事务提交消息，这就会出现数据不一致的情况了。

（2）单点问题。如果Leader服务器在第二阶段奔溃了，那其他Follower服务器仍然会处于锁定上一次事务资源的状态中。

（3）同步阻塞问题。参与一个客户端事务请求时，Leader、Follower服务器的其他逻辑都需要进行阻塞，直到等到上一个二阶段提交完成之后才会开始执行。

1.4. 崩溃模式

ZAB协议涉及Leader服务器、Follower服务器，Leader服务器充当了最重要的作用。如果Leader服务器崩溃了或者失去和Follwer服务器之间的联系，那上面胡广提到的二阶段提交各种问题很可能都会出现。

开头不是说ZAB协议包含了消息广播、崩溃模式？别慌，崩溃模式就是为此而生的。

崩溃模式总的来说就做了两个事情，我们记住这两点方便理解：一个是确保提交已经被Leader提交的事务Proposal，另一个是丢弃已经被跳过的事务Proposal。

（1）为了解决上文的第1点问题。Leader服务器会为每一个Follower服务器都准备一个Proposal消息队列，通过该队列发送那些没有被各Follower服务器同步的事务Proposal，同时在Proposal消息后面加上Commit消息让Follower服务器进行事务提交。这可以解决二阶段提交带来的数据不一致问题。

（2）为了解决上文的第2点问题。ZooKeeper设计了一个高32位的epoch，用来作为Leader服务器的标识；设计了一个低32位的事务偏移量ZXID，用来作为最新已提交事务的偏移量。

新的Leader服务器上线后，新的Leader服务器拥有集群里最大的事务偏移量，Leader服务器会和Follower服务器的ZXID进行比对，从而让Follower服务器回退被跳过的事务Proposal。

结束： 

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