Zookeeper中的watcher监听和leader选举机制

watcher监听

什么是watcher接口

同一个事件类型在不同的通知状态中代表的含义有所不同，下图列举了常见的通知状态和事件类型。

Watcher通知状态与事件类型一览

上图列举了ZooKeeper中最常见的几个通知状态和事件类型。
回调方法process（）
process方法是Watcher接口中的一个回调方法，当ZooKeeper向客户端发送一个Watcher事件通知时，客户端就会对相应的process方法进行回调，从而实现对事件的处理。process方法的定义如下：
abstract public void process(WatchedEvent event);
这个回调方法的定义非常简单，我们重点看下方法的参数定义：WatchedEvent。
WatchedEvent包含了每一个事件的三个基本属性：通知状态（keeperState），事件类型（EventType）和节点路径（path），其数据结构如图7-5所示。ZooKeeper使用WatchedEvent对象来封装服务端事件并传递给Watcher，从而方便回调方法process对服务端事件进行处理。
提到WatchedEvent，不得不讲下WatcherEvent实体。笼统地讲，两者表示的是同一个事物，都是对一个服务端事件的封装。不同的是，WatchedEvent是一个逻辑事件，用于服务端和客户端程序执行过程中所需的逻辑对象，而WatcherEvent因为实现了序列化接口，因此可以用于网络传输。
服务端在生成WatchedEvent事件之后，会调用getWrapper方法将自己包装成一个可序列化的WatcherEvent事件，以便通过网络传输到客户端。客户端在接收到服务端的这个事件对象后，首先会将WatcherEvent还原成一个WatchedEvent事件，并传递给process方法处理，回调方法process根据入参就能够解析出完整的服务端事件了。
需要注意的一点是，无论是WatchedEvent还是WatcherEvent，其对ZooKeeper服务端事件的封装都是机及其简单的。举个例子来说，当/zk-book这个节点的数据发生变更时，服务端会发送给客户端一个“ZNode数据内容变更”事件，客户端只能够接收到信息。

代码

public class ZkWatcher implements Watcher {
    //连接地址
    private static final String ZK_ADDRESS="0.0.0.0:2181";
    //超时时间
    private static final Integer ZK_SESSION_TIMEOUT=2000;


    private ZooKeeper zooKeeper;

    public ZkWatcher() {
        openConnection(ZK_ADDRESS,ZK_SESSION_TIMEOUT);
    }

    /**
     * 回调方法，监听连接，监听增删改节点
     * @param event
     */
    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
        //获取当前的状态
        Event.KeeperState keeperState = event.getState();
        //获取通知类型
        Event.EventType eventType = event.getType();
        //获取操作节点的路径
        String path = event.getPath();

        System.out.println("当前状态为："+keeperState+"	通知类型为："+eventType+"	操作的节点路径："+path);
        //已经成功连接
        if(Event.KeeperState.SyncConnected==keeperState){
            //连接状态
            if(Event.EventType.None==eventType){
                System.out.println("========================连接事件回调========================");
            }
            //创建节点
            if (Event.EventType.NodeCreated==eventType){
                System.out.println("========================创建节点事件回调========================");
            }
            //修改节点
            if(Event.EventType.NodeDataChanged==eventType){
                System.out.println("========================修改节点事件回调========================");
            }
            //删除节点
            if(Event.EventType.NodeDeleted==eventType){
                System.out.println("========================删除节点事件回调========================");
            }
        }
    }
    /**
     * 连接zk方法
     */
    public void openConnection(String zk_address,Integer zk_sessionout){
        try {
            zooKeeper = new ZooKeeper(zk_address, zk_sessionout, this);
            System.out.println("！！！！！连接zk成功！！！！！！！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 关闭zk连接
     *
     */
     public void closeConnection(){
         try {
             if(zooKeeper!=null){
                 zooKeeper.close();
             }

         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

    /**
     * 添加节点
     * @param
     */
    public void createNode(String path,String data){
        try {
            //启动监听
            zooKeeper.exists(path,true);
            String result = zooKeeper.create(path, data.getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
            System.out.println("创建节点成功："+result);
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 修改节点
     */
    public void setNode(String path,String data){

        try {
            //启动监听
            zooKeeper.exists(path,true);
            zooKeeper.setData(path, data.getBytes(), -1);
            System.out.println("修改节点成功");
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 删除节点
     */
    public void deleteNode(String path){

        try {
            //启动监听
            zooKeeper.exists(path,true);
            zooKeeper.delete(path, -1);
            System.out.println("删除节点成功");
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ZkWatcher zkWatcher=new ZkWatcher();
        //zkWatcher.createNode("/zkNode","zkValue");

        zkWatcher.setNode("/zkNode","zkValueSet");

        zkWatcher.deleteNode("/zkNode");

        zkWatcher.closeConnection();
    }
}

leader选举机制

Zookeeper Server三种角色：Leader，Follower，Observer。
Leader是Zookeeper 集群工作机制的核心，主要工作：
1.调度者：集群内部各个服务节点的调度者
2.事务请求：事务请求的唯一调度和处理者，保证集群事务处理的顺序性
Follower主要职责：
1.非事务请求：Follower 直接处理非事务请求，对于事务请求，转发给 Leader
2.Proposal 投票：Leader 上执行事务时，需要 Follower 投票，Leader 才真正执行
3.Leader 选举投票
Observer主要职责：
1.非事务请求：Follower 直接处理非事务请求，对于事务请求，转发给 Leader
Observer 跟 Follower的区别：
1.Follower 参与投票：Leader 选举、Proposal 提议投票（事务执行确认）
2.Observer 不参与投票：只用于提供非事务请求的处理

选择机制中的概念
serverId（服务器ID 既 myid）
比如有三台服务器，编号分别是1,2,3。
编号越大在选择算法中的权重越大。
zxid（最新的事物ID 既 LastLoggedZxid）
服务器中存放的最大数据ID。
ID值越大说明数据越新，在选举算法中数据越新权重越大。
epoch （逻辑时钟既 PeerEpoch）
每个服务器都会给自己投票，或者叫投票次数，同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。
每投完一次票这个数据就会增加，然后与接收到的其它服务器返回的投票信息中的数值相比。
如果收到低于当前轮次的投票结果，该投票无效，需更新到当前轮次和当前的投票结果。

选举状态
LOOKING，竞选状态。
FOLLOWING，随从状态，同步leader状态，参与投票。
OBSERVING，观察状态,同步leader状态，不参与投票。
LEADING，领导者状态。

选举算法
通过 zoo.cfg 配置文件中的 electionAlg 属性指定（1-3），要理解算法,需要一些paxos算法的理论基础。
1 对应：LeaderElection 算法。
2 对应：AuthFastLeaderElection 算法。
3 对应：FastLeaderElection 默认的算法。

投票内容
选举人ID
选举人数据ID
选举人选举轮数
选举人选举状态
推举人ID
推举人选举轮数