Leader选举是保证分布式数据一致性的关键所在。Leader选举分为Zookeeper集群初始化启动时选举和Zookeeper集群运行期间Leader重新选举两种情况。在讲解Leader选举前先了解一下Zookeeper节点4种可能状态和事务ID概念。
1、Zookeeper节点状态
- LOOKING：寻找Leader状态，处于该状态需要进入选举流程
- LEADING：领导者状态，处于该状态的节点说明是角色已经是Leader
- FOLLOWING：跟随者状态，表示Leader已经选举出来，当前节点角色是follower
- OBSERVER：观察者状态，表明当前节点角色是observer
2、事务ID
ZooKeeper状态的每次变化都接收一个ZXID（ZooKeeper事务id）形式的标记。ZXID是一个64位的数字，由Leader统一分配，全局唯一，不断递增。 ZXID展示了所有的ZooKeeper的变更顺序。每次变更会有一个唯一的zxid，如果zxid1小于zxid2说明zxid1在zxid2之前发生。
3、Zookeeper集群初始化启动时Leader选举
若进行Leader选举，则至少需要两台机器，这里选取3台机器组成的服务器集群为例。 初始化启动期间Leader选举流程如下图所示。
在集群初始化阶段，当有一台服务器ZK1启动时，其单独无法进行和完成Leader选举，当第二台服务器ZK2启动时，此时两台机器可以相互通信，每台机器都试图找到Leader，于是进入Leader选举过程。选举过程开始，过程如下： (5) 改变服务器状态。一旦确定了Leader，每个服务器就会更新自己的状态，如果是Follower，那么就变更为FOLLOWING，如果是Leader，就变更为LEADING。当新的Zookeeper节点ZK3启动时，发现已经有Leader了，不再选举，直接将直接的状态从LOOKING改为FOLLOWING。
4、Zookeeper集群运行期间Leader重新选举
在Zookeeper运行期间，如果Leader节点挂了，那么整个Zookeeper集群将暂停对外服务，进入新一轮Leader选举。 假设正在运行的有ZK1、ZK2、ZK3三台服务器，当前Leader是ZK2，若某一时刻Leader挂了，此时便开始Leader选举。选举过程如下图所示。
(6) 改变服务器的状态。与启动时过程相同。
