很遗憾，没有一篇文章能讲清楚ZooKeeper

计算会话下次的过期时间

每当客户端连接上服务器都会做激活操作，同时每隔一段时间客户端会向服务器发送心跳检测。

服务器收到激活或者心跳检测以后，会重新计算会话过期时间，根据“分桶策略”进行重新调整。把会话从“老的区块“放到”新的区块“中去。

重新计算过期时间并且调整“分桶策略”

对于超时的会话，SessionTracker 也会做如下清理工作：

标记会话状态为“已关闭”，也就是设置 isClosing 为 True。

发起“会话关闭”的请求，让关闭操作在整个集群生效。

收集需要清理的临时节点。

添加“节点删除”的事务变更。

删除临时节点

移除会话

关闭客户端与服务端的连接

会话关闭以后客户端就无法从服务端获取/写入数据了。

服务群组(Leader，Follower，Observer)

前面提到了客户端如何通过会话与服务端保持联系，以及服务端是如何管理客户端会话(Session)的。

我们继续思考一下，这么多的服务端都依赖一个 ZooKeeper 服务器。一旦服务挂了，客户端就无法工作了。

为了提高 ZooKeeper 服务的可靠性，引入服务器集群的概念。从原来的单个服务器，扩充成多个服务器，即使某一台服务器挂了，其他的服务器也可以顶上来。

ZooKeeper 的服务器集群

这样看起来不错了，新的问题是，存在多个 ZooKeeper 服务器，那么客户端的请求发给哪台呢?服务器之间如何同步数据呢?如果一个服务挂掉了其他的服务器如何替代?这里介绍两个概念 Leader 和 Follower。

Leader 服务器，是事务请求(写操作)的唯一调度者和处理者，保证集群事务处理的顺序性。也是集群内部服务器的调度者。

它是整个集群的老大，其他的服务器接到事务请求都会转交给它，让它协调处理。

Follower 服务器，处理非事务请求(读操作)，转发事务请求给 Leader 服务器。参与选举 Leader 的投票和事务请求 Proposal 的投票。

既然 Leader 是集群的老大，那么这个老大是如何产生的。ZooKeeper 有仲裁机制，通过服务器的选举产生这个 Leader，按照少数服从多数的原则。

因此，集群中服务器的个数一般都是奇数，例如：1，3，5。当然这里是建议。关于选举和仲裁都有一定的算法，一起来看看吧。

当众多服务器启动的时候，互相都不知道谁是 Leader，因此都会进入 Looking 状态，也就是在网络中寻找 Leader。

寻找的过程也是投票的过程，每个服务器会将服务器 ID 和事务 ID 作为投票信息发送给网络中其他的服务器。假设称它为投票信息 VOTE，它包括：(ServerID，ZXID)。

其中，ServerID 是服务器注册的 ID，随着服务器启动的顺序自动增加，后启动的服务器 ServerID 就大;ZXID 是服务器处理事物的 ID，随着事物的增加自动增加，同样后提交的事务 ZXID 也大一些。

其他的服务器收到 VOTE 信息以后会和自己的 VOTE 信息(ServerID，ZXID)进行比较。

如果收到的 VOTE(ServerID，ZXID)中的 ZXID 比自己的 ZXID 要大，那么把自己的 VOTE 修改成收到的 VOTE。

如果 ZXID 一样大，那么就比较 ServerID，将大的那个 ServerID 作为自己 VOTE 的 ServerID，转发给其他服务器。

再简单点说，如果事务 ID(ZXID)比自己的事务 ID(ZXID)要大，就把票投给这个服务器。如果事务 ID 一样，就把票投给 ServerID 大的服务器。

来个具体的例子，有三个服务器，他们的投票值分别是：

S1 (1，6)

S2 (2，5)

S3 (3，5)

三个服务器分别把自己的 VOTE 发给其他两台服务器，S2 和 S3 收到 VOTE 以后发现 ZXID 为 6 的来自 S1 的 VOTE 比自己持有的 ZXID 要大，因此把自己的 VOTE 修改为(1，6)投出去，因此 S1 称为 Leader。

Leader 选举实例

同样，如果 S1 作为 Leader，因为某种原因挂掉或者长时间没有响应请求，其他的服务器也会进入 Looking 状态，开启投票仲裁模式寻找下一个 Leader。

成为新 Leader 以后会通过广播的方式将 ZNode 上的数据同步到其他的 Follower。

Leader 有了，整个服务器集群有了领袖，它可以处理客户端的事物请求。客户端的请求可以发给集群中任意一台服务器，无论是哪个服务器都会将事物请求转交给 Leader。

Leader 在将数据写入 ZNode 之前会向 ZooKeeper 的其他 Follower 进行广播。

这里广播用到了 ZAB 协议(Atomic Broadcast Protocol)是 Paxos 协议的实践。说白了就是一个两段提交。

PS：对分布式事务比较了解的同学应该知道两段提交和三段提交。

这里 ZooKeeper 通过以下方式实现两段提交：

Leader 向所有 Follower 发送一个 PROPOSAL。

当 Follower 接收到 PROPOSAL 后，返回给 Leader 一个 ACK 消息，表示我收到 PROPOSAL，并且准备好了。

Leader 仲裁数量(过半数)的 Follower 发送的 ACK 后(包括 Leader 自己)，会发送消息通知 Follower 进行 COMMIT。

收到 COMMIT 以后，Follower 就开始干活，将数据写入到 ZNode 中。

（编辑：晋中站长网）

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