Zookeeper集群为什么要是单数

Zookeeper集群为什么要是单数

zookeeper集群一大特性是只要集群中半数以上的节点存活，集群就可以正常提供服务，而2n+1台和2n+2台机器的容灾能力相同，本着节约的宗旨，一般选择部署2n+1台机器。

在zookeeper集群中，会有三种角色，leader、 follower、 observer分别对应着总统、议员、观察者。

半数以上投票通过：可以这样理解。客户端的增删改操作无论访问到了哪台zookeeper服务器，最终都会被转发给leader服务器，再由leader服务器分给zookeeper集群中所有follower服务器去投票（投票指的是在内存中做增删改操作），半数投票通过就被认为操作可执行（commit），否则不可执行。

observer观察者服务器是针对于查询操作做负载的，observer与follower服务器最大的不同在于observer没有投票权，在客户端发起的增删改操中，leader服务器是不会把消息传递给observer服务器让其投票的。但是查询操作跟follower一样，客户端的查询到了observer服务器节点，observer服务器去访问leader服务器取最新的数据然后返回给客户端。

 

为什么zookeeper集群是单数？

1、容错

由于在增删改操作中需要半数以上服务器通过，来分析以下情况。

2台服务器，至少2台正常运行才行（2的半数为1，半数以上最少为2），正常运行1台服务器都不允许挂掉

3台服务器，至少2台正常运行才行（3的半数为1.5，半数以上最少为2），正常运行可以允许1台服务器挂掉

4台服务器，至少3台正常运行才行（4的半数为2，半数以上最少为3），正常运行可以允许1台服务器挂掉

5台服务器，至少3台正常运行才行（5的半数为2.5，半数以上最少为3），正常运行可以允许2台服务器挂掉

6台服务器，至少3台正常运行才行（6的半数为3，半数以上最少为4），正常运行可以允许2台服务器挂掉

 

通过以上可以发现，3台服务器和4台服务器都最多允许1台服务器挂掉，5台服务器和6台服务器都最多允许2台服务器挂掉

但是明显4台服务器成本高于3台服务器成本，6台服务器成本高于5服务器成本。这是由于半数以上投票通过决定的。

 

2、防脑裂

一个zookeeper集群中，可以有多个follower、observer服务器，但是必需只能有一个leader服务器。

如果leader服务器挂掉了，剩下的服务器集群会通过半数以上投票选出一个新的leader服务器。

集群互不通讯情况：

一个集群3台服务器，全部运行正常，但是其中1台裂开了，和另外2台无法通讯。3台机器里面2台正常运行过半票可以选出一个leader。

一个集群4台服务器，全部运行正常，但是其中2台裂开了，和另外2台无法通讯。4台机器里面2台正常工作没有过半票以上达到3，无法选出leader正常运行。

一个集群5台服务器，全部运行正常，但是其中2台裂开了，和另外3台无法通讯。5台机器里面3台正常运行过半票可以选出一个leader。

一个集群6台服务器，全部运行正常，但是其中3台裂开了，和另外3台无法通讯。6台机器里面3台正常工作没有过半票以上达到4，无法选出leader正常运行。

 

通可以上分析可以看出，为什么zookeeper集群数量总是单出现，主要原因还是在于第2点，防脑裂，对于第1点，无非是正本控制，但是不影响集群正常运行。但是出现第2种裂的情况，zookeeper集群就无法正常运行了。

Zookeeper的大部分操作都是通过选举产生的。比如，标记一个写是否成功是要在超过一半节点发送写请求成功时才认为有效。同样，Zookeeper选择领导者节点也是在超过一半节点同意时才有效。最后，Zookeeper是否正常是要根据是否超过一半的节点正常才算正常。这是基于CAP的一致性原理(下篇文章介绍CAP的一致性原理)。

zookeeper有这样一个特性：集群中只要有过半的机器是正常工作的，那么整个集群对外就是可用的。也就是说如果有2个zookeeper，那么只要有1个死了zookeeper就不能用了，因为1没有过半，所以2个zookeeper的死亡容忍度为0；同理，要是有3个zookeeper，一个死了，还剩下2个正常的，过半了，所以3个zookeeper的容忍度为1；同理你多列举几个：2->0;3->1;4->1;5->2;6->2会发现一个规律，2n和2n-1的容忍度是一样的，都是n-1，所以为了更加高效，何必增加那一个不必要的zookeeper呢。