zookeeper中的ZAB协议

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ZooKeeper中的ZAB协议

ZooKeeper是一个分布式服务框架，主要用于解决分布式应用中的数据一致性问题。在ZooKeeper中，为了确保集群中的数据副本之间可以可靠地进行状态同步，采用了一种称作ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast） 协议。

ZAB协议介绍

ZAB协议是为分布式协调服务ZooKeeper专门设计的一种原子广播协议。它能够保证集群中所有副本之间数据的一致性，保证了客户端对ZooKeeper服务的每个修改操作都是原子的，有序的，且最终一致的。

ZAB协议的工作原理

ZAB协议主要包括两大部分：崩溃恢复和消息广播。

崩溃恢复

• 当ZooKeeper集群启动或Leader节点出现故障后重新选举出新的Leader时，ZAB协议会进入崩溃恢复模式。

• 在此模式下，新的Leader会和Follower进行数据同步。Leader只有在绝大多数Follower都与其数据状态一致之后，集群才会重新开始对外服务。

• 这个过程确保了即使在发生故障的情况下，集群数据也不会丢失，并且保持一致。

消息广播

• 在崩溃恢复过程完成后，ZAB协议进入消息广播模式。

• 当客户端发送一个修改请求到Leader，Leader生成一个对应的提案并分配一个全局唯一的ID，然后将这个提案发送给所有Follower。

• Follower收到提案后，将提案记录到磁盘并回复给Leader一个ACK。

• 当Leader收到多数Follower的ACK后，它将发送一个提交消息给所有Follower，然后这个操作才会被提交并对所有客户端可见。

ZAB协议的特点

• 强一致性：所有ZooKeeper的修改操作都是按照先后顺序执行，确保数据的一致性。

• 高可用性：通过Leader选举和数据同步机制，即使在部分节点崩溃的情况下依然能够提供服务。

• 顺序保证：每个更新都有一个全局唯一的ID（zxid），确保所有操作都是有序的。

• 容错性：只要超过半数的节点正常工作，整个ZooKeeper系统就能正常服务。

总的来说，ZAB协议是ZooKeeper实现高效、可靠数据同步的核心机制，保证了ZooKeeper作为一个分布式协调服务的鲁棒性与效率。