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分布式之ZAB协议

news 2025/7/28 9:48:43

写在前面

假定我们现在使用zk执行了如下的指令：

[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 0] create /dongshidaddy 123
Created /dongshidaddy
[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 1] create /dongshidaddy/mongo 456
Created /dongshidaddy/mongo

假定因为节点故障最终导致，指令create /dongshidaddy/mongo 456先于指令create /dongshidaddy 123执行，则就会报如下错误：

[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 0] create /dongshidaddy/mongo 456
Node does not exist: /dongshidaddy/mongo

但很明显我们在使用zk的过程是没有遇到过这类问题的，为什么呢？因为zk使用了能够保证操作指令顺序性的分布式共识协议ZAB(zookeeper atomic broadcast)，接下来我们就一起看下吧！

1：zab

我们直接通过一个例子来看下zab是如何保证指令执行的顺序性的，假定有一个三个节点，节点A，节点B，节点C的集群，如下图：

在这里插入图片描述

假定此时有指令X，Y需要执行，为了执行指令，需要先生成提案，提案的格式是事务标识符:指令，其中事务标识符格式为(epoch,递增编号),其中在一个任期内递增编号是递增的，当有一个新的任期时递增编号从0开始，假定我们这里的的任期是1，X，Y的递增编号分别是1,2 ，则二者的提案分别为<1,1>:X，<1,2>:Y,如下图：

在这里插入图片描述

zab通过唯一的事务标识符，就能保证指令的操作顺序了，leader节点A收到客户端的指令生成提案，并将生成的提案发送给节点B和节点C，如下图：

在这里插入图片描述

当节点A收到了大多数节点的确认响应之后，将会提交提案，并通知节点B和节点C提交提案，如下图：

在这里插入图片描述
这里提交提案需要注意的是，如果是前面还有更小的提案没有被提交，这里为了保证指令的顺序性，将会等待前面的提案提交后才会真正的提交。

写在后面

小结

多知道一点

zab的第一个字母为什么是z（zookeeper）

因为zab协议是zk为了解决指令的顺序性问题而设计的一种分布式共识协议，所以用自己的名字来命名就很正常了。

zk为什么不采用raft

因为raft是在2013年才被提出的，而zk是2007年开发的，所以不是不用，而是没有。

zk是强一致性还是最终一致性

因为zk基于zab协议，也是基于大多数的来更新数据的，且zk允许读请求通过从节点来执行，因此可能读到旧数据，所以是最终一致性，如果想要读到最新数据的话，可以通过执行sync指令来完成，如下：


[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 2] sync /dongshidaddy/mongo
[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 3] Sync returned 0
[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 3] get /dongshidaddy/mongo
456
cZxid = 0x100000005
ctime = Mon Apr 20 21:19:28 HKT 2020
mZxid = 0x100000005
mtime = Mon Apr 20 21:19:28 HKT 2020
pZxid = 0x100000005
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 3
numChildren = 0
[zk: 192.168.0.10:2181(CONNECTED) 4]