集群架构

Leader服务器是整个ZooKeeper集群工作机制中的核心，其主要工作有以下两个：

• 事务请求的唯一调度和处理者，保证集群事务处理的顺序性。
• 集群内部各服务器的调度者。

从角色名字上可以看出，Follewer服务器是ZooKeeper集群状态的跟随者，其主要工作有以下三个：

• 处理客户端非事务请求，转发事务请求给Leader服务器。
• 参与事务请求Proposal的投票。
• 参与Leader选举投票。

Observer充当了一个观察者的角色，在工作原理上基本和Follower一致，唯一的区别在于，它不参与任何形式的投票。

• 在Client向Follower发出一个写请求。
• Follower把请求转发给Leader。
• Leader接收到以后开始发起投票并通知Follower进行投票。
• Follower把投票结果发送给Leader。
• Leader将结果汇总后，如果需要写入，则开始写入，同时把写入操作通知给Follower，然后commit。
• Follower把请求结果返回给Client。

节点组件

• ServerCnxnFactory，ZooKeeper服务端网络连接工厂。在早期版本中，ZooKeeper都是自己实现NIO框架，从3.4.0版本开始，引入了Netty。可以通过zookeeper.serverCnxnFactory来指定使用具体的实现。

• SessionTracker，ZooKeeper服务端会话管理器。创建时，会初始化expirationInterval、nextExpirationTime、sessionsWithTimeout（用于保存每个会话的超时时间），同时还会计算出一个初始化的sessionID。

• RequestProcessor，ZooKeeper的请求处理方式是典型的责任链模式，在服务端，会有多个请求处理器依次来处理一个客户的请求。在服务器启动的时候，会将这些请求处理器串联起来形成一个请求处理链。

• LearnerCnxAcceptor，Learner服务器（等于Follower服务器）连接请求接收器。负责Leader服务器和Follower服务器保持连接，以确定集群机器存活情况，并处理连接请求。

• LearnerHandler，Leader接收来自其他机器的连接创建请求后，会创建一个LearnerHandler实例。每个LearnerHandler实例都对应了一个Leader和Learner服务器之间的连接，其负责Leader和Learner服务器之间几乎所有的消息通信和数据同步。 ZKDatabase，ZooKeeper内存数据库，负责管理ZooKeeper的所有会话记录以及DataTree和事务日志的存储。

• FileTxnSnapLog，ZooKeeper上层服务和底层数据存储之间的对接层，提供了一系列的操作数据文件的接口，包括事务文件和快照数据文件。ZooKeeper根据zoo.cfg文件中解析出的快照数据目录dataDir和事务日志目录dataLogDir来创建FileTxnSnapLog。

• LeaderElection，ZooKeeper会根据zoo.cfg中的配置，创建相应的Leader选举算法实现。在ZooKeeper中，默认提供了三种Leader选举算法的实现，分别是LeaderElection、AuthFastLeaderElection、FastLeaderElection，可以通过配置文件中electionAlg属性来指定，分别用0 ~ 3来表示。从3.4.0版本开始，ZooKeeper废弃了前两种算法，只支持FastLeaderEletion选举算法。