3.Spring Boot使用Apache Curator实现leader选举「第四章 ZooKeeper Curator应用场景实战」「架构之路ZooKeeper理论和实战」

Leader选举又称为master选举是zookeeper中最为经典的应用场景了。

一、基本概念

1.1 leader选举的产生

在分布式环境中，相同的业务应用分布在不同的机器上，有些业务逻辑（例如一些耗时的计算，网络I/O处理），往往只需要让整个集群中的某一台机器进行执行，其余机器可以共享这个结果，这样可以大大减少重复劳动，提高性能，于是这Leader选举便是这种场景下的碰到的主要问题。

1.2 ZK的leader机制

ZooKeeper需要在所有的服务(可理解为服务器)中选举出一个Leader，然后让这个Leader来负责管理集群。此时，集群中的其他服务器则成了此Leader的follower。并且，当Leader出现故障的时候，ZooKeeper要能够快速地在Follower中选举出下一个Leader。这就是ZooKeeper的Leader机制

1.3 Curator的两种选举

（1）Leader Latch：参与选举的所有节点，会创建一个顺序节点，其中最小的节点会设置为master节点, 没抢到Leader的节点都监听前一个节点的删除事件，在前一个节点删除后进行重新抢 主，当 master 节点手动调用 close 方法或者 master 节点挂了之后，后续的子节点会抢占master。

（2）Leader Election：Leader Selector和Leader Latch最的差别在于，leader 可以释放领导权以后，还可以继续参与竞争。

1.4 leader election选举过程

leader election选举过程是这样子的：

（1）指派一个进程作为组织者，将任务分发给各节点。 在任务开始前， 哪个节点都不知道谁是leader。

（2）当选举算法开始执行后， 每个节点最终会得到一个唯一的节点作为任务leader。

（3）除此之外， 选举还经常会发生在leader意外宕机的情况下，新的leader要被选举出来。

二、leader election实战

         接下来我们看下leader election的这种方式如何进行编码。

2.1 环境说明

（1）基于前面章节《Spring Boot 使用 Curator 操作 ZooKeeper》进行往下编码。

（2）ZooKeeper版本：3.6.2

（3）Curator版本：5.1.0

（4）对于在普通的java项目中，代码是一样的，只要能获取到CuratorFramework就能搞定。

2.2 编写LeaderSelector

         编写一个LeaderSelector通过LeaderSelectorListener来监听本节点是否成为leader节点了：

  1.  
  2. import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
  3. import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelector;
  4. import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelectorListener;
  5. import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelectorListenerAdapter;
  6. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  7. import org.springframework.core.env.Environment;
  8. import org.springframework.stereotype.Service;
  9.  
  10. import java.util.Date;
  11.  
  12. /**
  13.  * leader election
  14.  *
  15.  * @author 悟纤「公众号SpringBoot」
  16.  * @date 2021-04-09
  17.  * @slogan 大道至简 悟在天成
  18.  */
  19. @Service
  20. public class LeaderEelectionService {
  21.  
  22.     @Autowired
  23.     private CuratorFramework curatorFramework;
  24.     @Autowired
  25.     private Environment environment;
  26.  
  27.     public void leaderSelector(){
  28.         LeaderSelectorListener listener = new LeaderSelectorListenerAdapter() {
  29.             public void takeLeadership(CuratorFramework client) throws Exception {
  30.                 // this callback will get called when you are the leader : 当您成为领导者时，此回调将被调用
  31.  
  32.                 // do whatever leader work you need to and only exit this method
  33.                 // when you want to relinquish leadership：做您需要做的任何领导工作，并且仅在您要放弃领导时才退出此方法
  34.  
  35.                 while (true){
  36.                     System.out.println("I'm leader now. port="+environment.getProperty("server.port")+",date:"+new Date());
  37.                     Thread.sleep(5000);
  38.                 }
  39.             }
  40.         };
  41.  
  42.         LeaderSelector selector = new LeaderSelector(curatorFramework, "/leader", listener);
  43.         //autoRequeue 方法的调用确保此实例在释放领导权后还可能获得领导权。
  44.         selector.autoRequeue();  // not required, but this is behavior that you will probably expect
  45.         selector.start();
  46.     }
  47.  
  48. }

 

2.3 在启动类调用选举方法






         在启动类调用选举方法，当然这个选举方法可以在任何进行调用，这里只是为了演示而已：

  1. package com.kfit.springbootcuratordemo;
  2.  
  3. import com.kfit.springbootcuratordemo.leaderelection.LeaderEelectionService;
  4. import com.kfit.springbootcuratordemo.register.RegisterService;
  5. import org.springframework.boot.SpringApplication;
  6. import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
  7. import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
  8.  
  9. @SpringBootApplication
  10. public class SpringbootCuratorDemoApplication {
  11.  
  12.     public static void main(String[] args) {
  13.         ConfigurableApplicationContext ctx = SpringApplication.run(SpringbootCuratorDemoApplication.class, args);
  14.  
  15.         //leader选举
  16.         LeaderEelectionService leaderEelectionService = ctx.getBean(LeaderEelectionService.class);
  17.         leaderEelectionService.leaderSelector();
  18.  
  19.     }
  20.  
  21.  
  22.  
  23. }

三、leader election源码

         从上面我们可以对于leader election使用，简单的很，那么这个具体是怎么一个逻辑呐？如果你也有这样的疑问，请跟随文章进行往下探索。

（1）从方法进入：selector.start();

（2）找到requeue() – internalRequeue()

（3）这里使用线程池的方式进行提交了，核心的代码是doWorkLoop，然后进入到doWork：



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