Zookeeper是如何保證順序一致性的

本文適用於對Zookeeper有必定了解且想要了解源碼或正在瞭解源碼的同窗，花費大約五分鐘

前幾天看了一個帖子，講Zookeeper的順序一致性，比劃了一通數學解釋，看的雲山霧罩的，在此講下本身對於順序一致性的理解

Zookeeper常被用於分佈式協調服務（即服務或元數據註冊等場景，如Dubbo、Kafka：將生產者或元數據信息註冊到Zookeeper集羣上，以便分佈式系統其餘參與者及時看到，由於Zookeeper實現了相似Paxos的Zab協議，解決了分佈式數據一致性問題）、分佈式鎖等用途

什麼叫順序一致性：

假設有一個Zookeeper集羣（N>=3，N爲奇數），那麼只有一個Leader（經過FastLeaderElection選主策略選取），全部的寫操做（客戶端請求Leader或Follower的寫操做）都由Leader統一處理，Follower雖然對外提供讀寫，但寫操做會提交到Leader，由Leader和Follower共同保證同一個Follower請求的順序性，Leader會爲每一個請求生成一個zxid（高32位是epoch，用來標識leader選舉週期，每次一個leader被選出來，都會有一個新的epoch，標識當前屬於哪一個leader的統治時期，低32位用於遞增計數）

針對同一個Follower A提交的寫請求request一、request2，某些Follower雖然可能不能在請求提交成功後當即看到（也就是強一致性），但通過自身與Leader之間的同步後，這些Follower在看到這兩個請求時，必定是先看到request1，而後再看到request2，兩個請求之間不會亂序，即順序一致性

Leader在處理第4步Follower的ack回覆時，採用過半數響應即成功原則，也就是這時候有的Follower是尚未處理或者處理成功這個請求的

那麼問題來了，怎麼保證順序一致性的呢？

• FollowerRequestProcessor爲Follower的首個處理器，若是是寫請求，先將請求寫入commitprocessor的queuedRequests（方便後續commit時判斷是否本Follower提交的寫請求），而後轉Leader
• Leader爲每一個請求生成zxid，下發proposal給Follower，Follower會將請求寫入到pendingTxns阻塞隊列及txnLog中，而後發送ack給Leader

public void logRequest(TxnHeader hdr, Record txn) {
    Request request = new Request(hdr.getClientId(), hdr.getCxid(), hdr.getType(), hdr, txn, hdr.getZxid());
    if ((request.zxid & 0xffffffffL) != 0) {
        pendingTxns.add(request);
    }
    syncProcessor.processRequest(request);
}
複製代碼

proposal這步是會發給全部的follower的（放到LearnerHandler的請求處理隊列中，一個Follower一個LearnerHandler），以後Follower的ack就不必定全返回了

• ack過半，Leader發送commit請求給全部Follower，Follower對比commit request的zxid和前面提到的pendingTxns的zxid，不一致的話Follower退出，從新跟Leader同步

long firstElementZxid = pendingTxns.element().zxid;
if (firstElementZxid != zxid) {
    LOG.error("Committing zxid 0x" + Long.toHexString(zxid)
        + " but next pending txn 0x"
        + Long.toHexString(firstElementZxid));
    System.exit(12);
}
複製代碼

• Follower處理commit請求，若是不是本Follower提交的寫請求，直接調用FinalRequestProcessor作持久化，觸發watches；若是是本Follower提交，則作一些特殊處理（主要針對客戶端鏈接斷開的場景），而後調用FinalRequestProcessor等後續處理流程
• FinalRequestProcessor作持久化，返回客戶端

總之：Follower經過隊列和zxid等順序標識保證請求的順序處理，一言不合就會退出或者從新同步Leader

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