ZAB协议（算法）

一、ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）介绍

ZAB 即 ZooKeeper Atomic Broadcast，是 ZooKeeper 实现分布式数据一致性的核心算法。它是一种原子广播协议，用于确保在分布式环境中，多个 ZooKeeper 服务器之间的数据一致性。

二、ZAB 的作用

1. 保证数据一致性

   • 在分布式系统中，由于节点故障、网络延迟等原因，数据可能会出现不一致的情况。ZAB 通过一系列的机制，确保所有的 ZooKeeper 服务器上的数据都是一致的。

   • 例如，当一个客户端向 ZooKeeper 集群写入数据时，ZAB 会确保这个数据被所有的服务器正确地复制和存储，从而保证数据的一致性。

2. 实现高可用性

   • ZAB 使得 ZooKeeper 具有高可用性。如果一个 ZooKeeper 服务器出现故障，其他服务器可以继续提供服务，不会影响整个系统的正常运行。

   • 例如，当一个领导者服务器出现故障时，ZAB 会自动选举出一个新的领导者，继续处理客户端的请求，从而保证系统的高可用性。

3. 提供顺序一致性

   • ZAB 保证了 ZooKeeper 中的事务是按照顺序执行的。这意味着，对于一个给定的客户端，它看到的事务执行顺序是一致的。

   • 例如，当一个客户端先后执行了两个事务，ZAB 会确保这两个事务在所有的服务器上都是按照相同的顺序执行的，从而保证顺序一致性。

三、ZAB 的适用场景

1. 分布式协调服务

   • ZooKeeper 作为一种分布式协调服务，广泛应用于分布式系统中。ZAB 是 ZooKeeper 实现分布式协调的核心算法，它可以用于实现分布式锁、分布式队列、配置管理等功能。

   • 例如，在一个分布式系统中，可以使用 ZooKeeper 实现分布式锁。多个客户端可以通过 ZooKeeper 的节点来竞争锁资源，ZAB 会确保锁的状态在所有的客户端上都是一致的，从而保证分布式锁的正确性。

2. 服务发现

   • 在微服务架构中，服务发现是一个重要的问题。ZooKeeper 可以作为服务注册中心，使用 ZAB 算法来保证服务注册信息的一致性。

   • 例如，当一个服务上线时，它可以将自己的信息注册到 ZooKeeper 中。其他服务可以通过 ZooKeeper 获取到这个服务的信息，从而实现服务发现。ZAB 会确保服务注册信息在所有的 ZooKeeper 服务器上都是一致的，从而保证服务发现的正确性。

3. 分布式配置管理

   • 在分布式系统中，配置管理是一个复杂的问题。ZooKeeper 可以作为分布式配置中心，使用 ZAB 算法来保证配置信息的一致性。

   • 例如，当一个配置项发生变化时，只需要在 ZooKeeper 中修改这个配置项，ZAB 会确保这个配置项在所有的服务器上都是一致的，从而保证分布式配置管理的正确性。

总之，ZAB 是 ZooKeeper 实现分布式数据一致性的核心算法，它具有保证数据一致性、实现高可用性和提供顺序一致性等作用。ZAB 适用于分布式协调服务、服务发现和分布式配置管理等场景。

四、深入了解

ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）

• epoch类似RATF的term，counter类似index

• 依旧是超过半数节点后才能在leader中提交数据

• 优先级epoch > counter > SID（epoch和counter又被合成为ZXID）

• proposal事务/数据

新leader（存在前任未提交的数据）会将前任Leader未提交的先传播后提交。

新leader（不存在前任未提交的数据）会将前任Leader未提交直接覆盖。

与RAFT算法区别 Leader选举，ZAB根据ZXID（epoch和counter），包含未提交的数据。RAFT根据term和index，

新leader（存在前任未提交的数据）会传播提交，在RAFT不会存在未提交的数据新leader

ZAB中没有候选者概念，有个观察者概念，缓解读操作压力。

ZAB 更注重高可用性和快速恢复服务，而 RAFT 更强调强一致性和简单的系统设计。