用Java和Netty实现简单的集群选主过程

面试官经常会问关于Zookeeper选主原理、CAP理论和数据一致性等问题。我想反问面试官,你自己能够实现一个简单的集群内选主吗?大部分面试官可能也无法做到。

本篇文章将使用Java和Netty来展示一个简单的集群选主过程的示例。这个示例展示了多个节点通过投票选举一个新的主节点的过程。Netty用于节点间的通信,而每个节点则负责发起和响应选举消息。

集群选主流程

选主流程

人类选主时,通常采用少数服从多数的原则。人类选主的过程可以简要描述如下:

  1. 如果没有熟悉的或者比自己强的人,首先投给自己一票。
  2. 随着时间推移,可能后面的人介绍了各自的特点和实力,那自己可能会改投给别人。
  3. 所有人将投票信息放入到统计箱中。
  4. 最终票数最多的人成为领导者。

Zookeeper在选主时,也是采用类似的流程。假设有5个服务器:

1. 服务器1先给自身投票。

2. 后续起来的服务器2也会投自身一票,然后服务器1观察到服务器2的id比较大,则会改投服务器2。

3. 后续起来的服务器3也会投自身一票,然后服务器1和服务器2发现服务器3的id比较大,则都会改投服务器3。服务器3被确定为领导者。

4. 服务器4起来后也会投自身一票,然后发现服务器3已经有3票了,立马改投服务器3。

5. 服务器5与服务器4的操作一样。

选主协议

在选主过程中采用的是超过半数的协议。在选主过程中,会需要如下几类消息:

  • 投票请求:节点发出自己的投票请求。
  • 接受投票:其余节点作出判断,如果觉得id较大,则接受投票。
  • 选举胜出:当选主节点后,广播胜出消息。

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