1、zookeeper一致性原理
一致性概念：強一致性、弱一致性、最終一致性
爲了保證主從節點的數據一致性，Zookeeper 採用了 ZAB 協議，這種協議非常類似於一致性算法 Paxos和 Raft
什麼是 ZAB
Zookeeper Atomic Broadcast，有效解決了 Zookeeper 集羣崩潰恢復，以及主從同步數據的問題。
#ZAB 協議定義的三種節點狀態
- Looking ：選舉狀態。
- Following ：Follower 節點（從節點）所處的狀態。
- Leading ：Leader 節點（主節點）所處狀態。
#最大 ZXID
最大 ZXID 也就是節點本地的最新事務編號，包含 epoch 和計數兩部分。epoch 是紀元的意思，相當於 Raft 算法選主時候的 term。
#ZAB 的崩潰恢復
假如 Zookeeper 當前的主節點掛掉了，集羣會進行崩潰恢復。ZAB 的崩潰恢復分成三個階段：
Leader election
選舉階段，此時集羣中的節點處於 Looking 狀態。它們會各自向其他節點發起投票，投票當中包含自己的服務器 ID 和最新事務 ID（ZXID）。
接下來，節點會用自身的 ZXID 和從其他節點接收到的 ZXID 做比較，如果發現別人家的 ZXID 比自己大，也就是數據比自己新，那麼就重新發起投票，投票給目前已知最大的 ZXID 所屬節點。
每次投票後，服務器都會統計投票數量，判斷是否有某個節點得到半數以上的投票。如果存在這樣的節點，該節點將會成爲準 Leader，狀態變爲 Leading。其他節點的狀態變爲 Following。
Discovery
發現階段，用於在從節點中發現最新的 ZXID 和事務日誌。或許有人會問：既然 Leader 被選爲主節點，已經是集羣裏數據最新的了，爲什麼還要從節點中尋找最新事務呢？
這是爲了防止某些意外情況，比如因網絡原因在上一階段產生多個 Leader 的情況。
所以這一階段，Leader 集思廣益，接收所有 Follower 發來各自的最新 epoch 值。Leader 從中選出最大的 epoch，基於此值加 1，生成新的 epoch 分發給各個 Follower。
各個 Follower 收到全新的 epoch 後，返回 ACK 給 Leader，帶上各自最大的 ZXID 和歷史事務日誌。Leader 選出最大的 ZXID，並更新自身歷史日誌。
Synchronization
同步階段，把 Leader 剛纔收集得到的最新歷史事務日誌，同步給集羣中所有的 Follower。只有當半數 Follower 同步成功，這個準 Leader 才能成爲正式的 Leader。
自此，故障恢復正式完成。
#ZAB 的數據寫入
Broadcast
ZAB 的數據寫入涉及到 Broadcast 階段，簡單來說，就是 Zookeeper 常規情況下更新數據的時候，由 Leader 廣播到所有的 Follower。其過程如下：
- 客戶端發出寫入數據請求給任意 Follower。
- Follower 把寫入數據請求轉發給 Leader。
- Leader 採用二階段提交方式，先發送 Propose 廣播給 Follower。
- Follower 接到 Propose 消息，寫入日誌成功後，返回 ACK 消息給 Leader。
- Leader 接到半數以上ACK消息，返回成功給客戶端，並且廣播 Commit 請求給 Follower
ZAB 協議既不是強一致性，也不是弱一致性，而是處於兩者之間的單調一致性（順序一致性）。它依靠事務 ID 和版本號，保證了數據的更新和讀取是有序的。
2、zookeeper集羣選舉原理
zk的工作原理-選舉流程
zk的核心原子廣播，這個機制保證了各個Server之間的同步，實現這個機制的協議叫做Zab協議。Zab協議有兩種模式，分別是恢復模式(選主)和廣播模式(同步) .當服務器啓動或者leader崩潰以後，Zab進入一個恢
復模式，當Leader被選舉出來以後，然後進行同步模式。
zxid:是一個64位的數字，高32位是epoch, 用來標誌leader關係是否改變了，每一次新的leader選出來以後，都會用有一個新的epoch。 低32位用來遞增計數。zxid越大，表示數據越新。
serverid:給定服務器標誌的1d。
Epoch:選舉的輪數
當Leader崩潰或者Leader失去了大多數的follower, zk進入恢復模式，然後選出一個新的leader
zk選舉算法兩種，一種是基於basic paxos實現，一種是基於fast paxos算法實現的。zk系統默認的是fast
server在工作過程中的三個狀態:
LOOKING:當前server不知道Leader是誰，正在尋找。
LEADING:當前setver就是剛選舉出來的leader.
FOLLOWDING: leader已經選出來了，當前server正在和它同步 .
basic paxos流程:
1、選舉線程由當前server發起選舉的線程擔任， 主要是對投票結果進行統計，並選出推薦的server
2、選舉線程首先向所有的server發起一次詢問(包括自己)
3、選舉線程收到回覆以後，驗證是否是自己發起的詢問(驗證zxid是否一致)，然後獲取對方的id,並存儲到當前的詢問對象列表裏，最後獲取對方提議的leader相關信息(myid, zxid) 。
4、收到所有的server回覆以後，就計算出zxid最大的那個server,將這個server相關信息設置成下一個投票的server.
5、線程將當前的zxid最大的server設置成要推薦的leader,如果此時獲勝的server獲得n/2+1的server票數，這個server就獲勝成爲當前新的leader.
備註: server總數必須是奇數2n+1
