Zookeeper集羣節點數量爲何要是奇數個？

不管是公司的生產環境，仍是本身搭建的測試環境，Zookeeper集羣的節點個數都是奇數個。至於爲何要是奇數個，之前只是模糊的知道是爲了知足選舉須要，並不知道詳細的緣由。最近重點學習zookeeper，瞭解到其中的原理，現將其整理記錄下來。

首先須要明確zookeeper選舉的規則：leader選舉，要求 可用節點數量 > 總節點數量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

注：爲何規則要求 可用節點數量 > 集羣總結點數量/2 ？  若是不這樣限制，在集羣出現腦裂的時候，可能會出現多個子集羣同時服務的狀況（即子集羣各組選舉出本身的leader）， 這樣對整個zookeeper集羣來講是紊亂的。
換句話說，若是遵照上述規則進行選舉，即便出現腦裂，集羣最多也只能回出現一個子集羣能夠提供服務的狀況（能知足節點數量> 總結點數量/2 的子集羣最多隻會有一個）。因此要限制 可用節點數量 > 集羣總結點數量/2 。

採用奇數個的節點主要是出於兩方面的考慮：

一、防止由腦裂形成的集羣不可用。

首先，什麼是腦裂？集羣的腦裂一般是發生在節點之間通訊不可達的狀況下，集羣會分裂成不一樣的小集羣，小集羣各自選出本身的master節點，致使原有的集羣出現多個master節點的狀況，這就是腦裂。

下面舉例說一下爲何採用奇數臺節點，就能夠防止因爲腦裂形成的服務不可用：

(1) 假如zookeeper集羣有 5 個節點，發生了腦裂，腦裂成了A、B兩個小集羣： 

     (a) A ： 1個節點 ，B ：4個節點 ， 或 A、B互換

     (b) A ： 2個節點， B ：3個節點  ， 或 A、B互換

    能夠看出，上面這兩種狀況下，A、B中總會有一個小集羣知足 可用節點數量 > 總節點數量/2 。因此zookeeper集羣仍然可以選舉出leader ， 仍然能對外提供服務，只不過是有一部分節點失效了而已。

(2) 假如zookeeper集羣有4個節點，一樣發生腦裂，腦裂成了A、B兩個小集羣：

    (a) A：1個節點 ，  B：3個節點，   或 A、B互換 

    (b) A：2個節點 ， B：2個節點

    能夠看出，狀況(a) 是知足選舉條件的，與（1）中的例子相同。 可是狀況(b) 就不一樣了，由於A和B都是2個節點，都不知足 可用節點數量 > 總節點數量/2 的選舉條件， 因此此時zookeeper就完全不能提供服務了。

綜合上面兩個例子能夠看出： 在節點數量是奇數個的狀況下， zookeeper集羣總能對外提供服務（即便損失了一部分節點）；若是節點數量是偶數個，會存在zookeeper集羣不能用的可能性（腦裂成兩個均等的子集羣的時候）。

在生產環境中，若是zookeeper集羣不能提供服務，那將是致命的 ， 因此zookeeper集羣的節點數通常採用奇數個。

二、在容錯能力相同的狀況下，奇數臺更節省資源。

leader選舉，要求 可用節點數量 > 總節點數量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

舉兩個例子：

(1) 假如zookeeper集羣1 ，有3個節點，3/2=1.5 ,  即zookeeper想要正常對外提供服務（即leader選舉成功），至少須要2個節點是正常的。換句話說，3個節點的zookeeper集羣，容許有一個節點宕機。

(2) 假如zookeeper集羣2，有4個節點，4/2=2 , 即zookeeper想要正常對外提供服務（即leader選舉成功），至少須要3個節點是正常的。換句話說，4個節點的zookeeper集羣，也容許有一個節點宕機。

那麼問題就來了， 集羣1與集羣2都有 容許1個節點宕機 的容錯能力，可是集羣2比集羣1多了1個節點。在相同容錯能力的狀況下，本着節約資源的原則，zookeeper集羣的節點數維持奇數個更好一些。