Zookeeper 集群节点实现通信原理(一)

Zookeeper 集群节点实现通信原理(一)

多节点部署完启动时，为了选举发送自己节点选举的信息，是如何实现通信的，实现原理

在 Zookeeper 的多节点集群中，为了选举领导节点，每个节点需要互相通信以发送和接收选举信息。
这种通信是通过一种称为 Fast Leader Election 的算法来实现的。以下是实现通信的原理和详细步骤。

Fast Leader Election 算法

Fast Leader Election 算法是 Zookeeper 中用于快速选举领导节点的一种算法。它依赖于所有节点之间的通信来交换
选举信息，并通过比较 ZXID 和节点 ID 来确定新的领导节点。

通信的实现原理

1. 节点间的连接和通信

每个 Zookeeper 节点启动时，会尝试与集群中的其他节点建立 TCP 连接。这种连接用于在选举过程中交换选举消息。

• QuorumPeer 类：每个 Zookeeper 节点运行一个 QuorumPeer 实例，负责选举过程和与其他节点的通信。
• QuorumCnxManager 类：负责管理节点之间的连接和消息传递。它使用 TCP 连接来传输选举消息。

2. 发送选举信息

当节点启动时，它会进入选举模式，并将自己认为的领导节点信息广播给所有其他节点。这包括节点 ID、ZXID 和
投票的领导节点 ID。

• 投票信息：包括当前节点的 ID、ZXID 和投票的领导节点 ID。
• 消息格式：选举消息包含投票信息，被封装成一个 Vote 对象，并通过 TCP 连接发送给其他节点。

3. 接收和处理选举信息

每个节点会接收来自其他节点的选举消息，并根据消息内容进行处理和比较。

• 接收消息：节点通过 QuorumCnxManager 接收来自其他节点的选举消息。
• 处理消息：节点比较接收到的投票信息，根据 ZXID 和节点 ID 选择新的领导节点。
• 更新投票：如果接收到的投票信息更优（即 ZXID 更高或节点 ID 更大），则更新本节点的投票，并广
  播新的投票信息。

详细步骤和实现逻辑

以下是 Fast Leader Election 算法的详细步骤和代码示例：

1. 初始化节点和连接

每个节点启动时，会初始化自己的状态，并尝试与其他节点建立连接。

class QuorumPeer {
   
    int myId;
    long myZxid;
    QuorumCnxManager cnxManager;

    QuorumPeer(int id, long zxid, List<InetSocketAddress> peerAddresses) {
   
        this.myId = id;
        this.myZxid = zxid;
        this.cnxManager = new QuorumCnxManager(peerAddresses);
    }
}

2. 发送和接收选举消息

每个节点会发送自己的投票信息，并接收来自其他节点的投票信息。

class QuorumCnxManager {
   
    Map<Integer, Socket> peerSockets = new HashMap<>();

    QuorumCnxManager(List<InetSocketAddress> peerAddresses) {
   
        for (InetSocketAddress address : peerAddresses