zookeeper 的 ZAB 协议

ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议是 ZooKeeper 中用来保证分布式系统中数据一致性的核心协议。它是一种支持崩溃恢复的原子广播协议，主要用于保证 ZooKeeper 集群中各个副本之间的数据一致性。ZAB 协议有两个主要阶段：领导选举和消息广播。

1. 领导选举（Leader Election）：

   • 当 ZooKeeper 集群启动或现任领导者崩溃时，需要进行领导选举。
   • 所有参与者（服务器节点）会相互通信，选出一个新的领导者（Leader）。
   • 领导者负责接收客户端的写请求，并将这些请求广播给其他跟随者（Followers）。
   • 选举过程中使用逻辑时钟，选出具有最新事务日志的服务器作为领导者，以确保数据的最新状态。

2. 消息广播（Atomic Broadcast）：

   • 领导者将客户端请求转换为事务提案（Proposal），并将这些提案广播给所有跟随者。
   • 每个跟随者在接收到提案后，会将其写入到事务日志中，并发送确认（ACK）给领导者。
   • 当领导者收到过半跟随者的确认后，会将提案提交（Commit），并通知所有跟随者提交该提案。
   • 提交后，事务的变更会被应用到内存数据中，确保所有节点的数据一致性。

3. 崩溃恢复 ：

   • 如果领导者崩溃，ZAB 协议能够通过重新选举新的领导者来恢复。
   • 新的领导者会从事务日志中恢复状态，并继续处理未完成的事务。

ZAB 协议的设计目标是提供高可用性和强一致性，即使在部分节点出现故障的情况下，仍然能够保证整个系统的数据一致性和可用性。它与 Paxos 协议类似，但更适合于 ZooKeeper 的需求，尤其是在需要处理大量读操作的场景中。