【zookeeper】zk的ZAB原子广播协议

zk的ZAB原子广播协议来源于paxos算法[1]。paxos算法是一种基于消息传递的消息一致性算法，其特点是在可靠的通信环境下，可以保证消息的最终一致性。paxos要求每台server都持有自己的一个事务id的记录，这个事务id会每通过一个提议就自增加一，并可以通过事务id来判断提议是否应该投票，如果提议的事务id小于当前自己记录的事务id，那么就不投票。不过paxos中没有leader的概念，每个server之间都是平等的，为了简化或者说优化paxos，zk中有了Leader的概念，最终是否投票通过，由leader最终决定。

那么zk的zab协议是如何运作的呢？介绍如下。

1、zk正常工作

对于一个客户端来说，如果需要进行写操作，他连上的server，可以是follower或者leader，但不能是observer。假设连上的是一个follower，当client向follower发送一个写命令后，follower会将命令发送给leader。leader会将这个命令发送给所有的follower，将数据写入到每台server中，最终达到最终一致性。那么如何做的呢？

leader会广播给所有的follower让它们写日志，如果拿到的回复是OK的超过了一半，那么就会进行下一步。
广播给所有的follower写命令，将数据写入内存。

zk leader内部存在队列，对于每一个follower都会有一个队列与之对应。队列的先进先出的特性，使得follower从leader拿到的事务id的顺序性有了保证；而队列自身可以保证消息的最终一致性，也就是说如果推送不到会一直努力推送，最终使得消息被推送到再进行下个消息的推送。

如果有一些follower因为如网络因素，在向磁盘中写入日志时没有回复ok，如果总投票超过一半，那么对第二步没有影响。如果是在write时没有回复ok，只要超过一半，其实对后面的其他操作也是没什么影响的，只是连接到这台follower的client拿到的数据可能会是旧的数据，如果有需要可以加sync命令拿到最新的数据。

2、zk选举

zk在leader挂掉后，会有一个短暂的不可用的时间。这段时间用于zk内部选举，只有follower身份的zk节点才能参与选举，obserber是没有选举权力的，这样是为了快速决定出zk leader。

总得来说，选举的原则是，1、要选择事务id最大的，事务id最大，表示数据最完整。2、如果事务id最大的有不止一个，那么在这些节点中选择myid最大的作为leader。

参考文章：
[1]，Zookeeper全解析——Paxos作为灵魂