為什么Zookeeper集群節(jié)點(diǎn)數(shù)量要是奇數(shù)個(gè)

這篇文章給大家介紹為什么Zookeeper集群節(jié)點(diǎn)數(shù)量要是奇數(shù)個(gè)，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

為什么Zookeeper集群節(jié)點(diǎn)數(shù)量要是奇數(shù)個(gè)？大家在工作中，用到的Zookeeper集群的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)都是奇數(shù)個(gè)。至于為什么要是奇數(shù)個(gè)，可能都知道是為了滿足選舉需要，并不知道詳細(xì)的原因。本文主要說下原因和原理，以免在面試過程中被Pass。

首先需要明確zookeeper選舉的規(guī)則：leader選舉，要求 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

注：為什么規(guī)則要求 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 集群總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2 ？ 如果不這樣限制，在集群出現(xiàn)腦裂的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)子集群同時(shí)服務(wù)的情況（即子集群各組選舉出自己的leader）， 這樣對整個(gè)zookeeper集群來說是紊亂的。換句話說，如果遵守上述規(guī)則進(jìn)行選舉，即使出現(xiàn)腦裂，集群最多也只能出現(xiàn)一個(gè)子集群可以提供服務(wù)的情況（能滿足節(jié)點(diǎn)數(shù)量> 總結(jié)點(diǎn)數(shù)量/2 的子集群最多只會(huì)有一個(gè)）。所以要限制 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 集群總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2 。

采用奇數(shù)個(gè)的節(jié)點(diǎn)主要是出于兩方面的考慮：

1、防止由腦裂造成的集群不可用。

首先，什么是腦裂？集群的腦裂通常是發(fā)生在節(jié)點(diǎn)之間通信不可達(dá)的情況下，集群會(huì)分裂成不同的小集群，小集群各自選出自己的master節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致原有的集群出現(xiàn)多個(gè)master節(jié)點(diǎn)的情況，這就是腦裂。

下面舉例說一下為什么采用奇數(shù)臺節(jié)點(diǎn)，就可以防止由于腦裂造成的服務(wù)不可用：

(1) 假如zookeeper集群有 5 個(gè)節(jié)點(diǎn)，發(fā)生了腦裂，腦裂成了A、B兩個(gè)小集群： 

     (a) A ：1個(gè)節(jié)點(diǎn) ，B ：4個(gè)節(jié)點(diǎn) 

     (b) A ：2個(gè)節(jié)點(diǎn)， B ：3個(gè)節(jié)點(diǎn)  

    可以看出，上面這兩種情況下，A、B中總會(huì)有一個(gè)小集群滿足 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2 。所以zookeeper集群仍然能夠選舉出leader ， 仍然能對外提供服務(wù)，只不過是有一部分節(jié)點(diǎn)失效了而已。

(2) 假如zookeeper集群有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，同樣發(fā)生腦裂，腦裂成了A、B兩個(gè)小集群：

    (a) A：1個(gè)節(jié)點(diǎn) ，  B：3個(gè)節(jié)點(diǎn) 

    (b) A：2個(gè)節(jié)點(diǎn) ， B：2個(gè)節(jié)點(diǎn)

    可以看出，情況(a) 是滿足選舉條件的，與（1）中的例子相同。但是情況(b) 就不同了，因?yàn)锳和B都是2個(gè)節(jié)點(diǎn)，都不滿足 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2 的選舉條件， 所以此時(shí)zookeeper就徹底不能提供服務(wù)了。

綜合上面兩個(gè)例子可以看出：在節(jié)點(diǎn)數(shù)量是奇數(shù)個(gè)的情況下， zookeeper集群總能對外提供服務(wù)（即使損失了一部分節(jié)點(diǎn)）；如果節(jié)點(diǎn)數(shù)量是偶數(shù)個(gè)，會(huì)存在zookeeper集群不能用的可能性（腦裂成兩個(gè)均等的子集群的時(shí)候）。

在生產(chǎn)環(huán)境中，如果zookeeper集群不能提供服務(wù)，那將是致命的 ， 所以zookeeper集群的節(jié)點(diǎn)數(shù)一般采用奇數(shù)個(gè)。

2、在容錯(cuò)能力相同的情況下，奇數(shù)臺更節(jié)省資源。

leader選舉，要求 可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量 > 總節(jié)點(diǎn)數(shù)量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

舉兩個(gè)例子：

(1) 假如zookeeper集群1 ，有3個(gè)節(jié)點(diǎn)，3/2=1.5 ,  即zookeeper想要正常對外提供服務(wù)（即leader選舉成功），至少需要2個(gè)節(jié)點(diǎn)是正常的。換句話說，3個(gè)節(jié)點(diǎn)的zookeeper集群，允許有一個(gè)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)。

(2) 假如zookeeper集群2，有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，4/2=2 , 即zookeeper想要正常對外提供服務(wù)（即leader選舉成功），至少需要3個(gè)節(jié)點(diǎn)是正常的。換句話說，4個(gè)節(jié)點(diǎn)的zookeeper集群，也允許有一個(gè)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)。

那么問題就來了， 集群1與集群2都有 允許1個(gè)節(jié)點(diǎn)宕機(jī) 的容錯(cuò)能力，但是集群2比集群1多了1個(gè)節(jié)點(diǎn)。在相同容錯(cuò)能力的情況下，本著節(jié)約資源的原則，zookeeper集群的節(jié)點(diǎn)數(shù)維持奇數(shù)個(gè)更好一些。

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