以一張具有代表性的架構風格展開本篇論述

一般在這種架構中，主節(jié)點所負責的工作主要有

• 跟蹤從節(jié)點狀態(tài)
• 分配任務到從節(jié)點，并跟蹤任務的有效性（任務是否正常執(zhí)行完成）

此時，我們需要關注三個問題

• 主節(jié)點崩潰
  如果主節(jié)點發(fā)生了錯誤，那么整個系統(tǒng)將無法分配新的任務；對于已經失敗的任務也無法進行重新分配。
• 從節(jié)點崩潰
  如果從節(jié)點發(fā)生錯誤，已經分配的任務將無法執(zhí)行完成。
• 主從之間的通信發(fā)生故障
  如果主從之間通信故障，主節(jié)點將無法感知從節(jié)點的任務執(zhí)行狀態(tài)，并且從節(jié)點也無法接收新的任務。

主節(jié)點崩潰

對于這個問題，我們需要有一個備份主節(jié)點（backup master）。當主要主節(jié)點（primary master）崩潰時，backup master能夠接管primary master的任務，進行故障轉移。接管意味著，新的master能夠切入到舊的master崩潰時的狀態(tài)。此時，就需要舊的master失效時的一些信息，而這個信息已經無法從舊的master進行獲取，需要從其他地方獲取，即通過Zookeeper進行獲取。

還有另外一種情況。當主節(jié)點負載很高，導致消息傳遞發(fā)生了延遲，導致backup master誤認為primary master已經失效，此時backup master會成為第二個primary master。同時由于網絡等原因，一些從節(jié)點無法與第一個primary mastter通信，而與第二個primary master建立了主從關系。這種情況被稱之為腦裂（split-brain）。簡單來講，腦裂就是系統(tǒng)中兩個或多個部分開始獨立工作,導致整體行為不一。

所以需要一種方法來處理主節(jié)點失效的情況，并且避免腦裂。

從節(jié)點崩潰

主節(jié)點分配任務到有效的從節(jié)點，從節(jié)點執(zhí)行任務并報告任務的執(zhí)行狀態(tài)。如果從節(jié)點崩潰了，主節(jié)點需要將尚未完成的任務重新派發(fā)到其他從節(jié)點。所以，主節(jié)點需要具備檢測從節(jié)點失效的能力，并確定那些從節(jié)點有效以便于派發(fā)任務。

主從之間的通信發(fā)生故障

如果一個從節(jié)點與主節(jié)點的網絡連接斷開，重新分配一個任務可能會導致兩個從節(jié)點執(zhí)行相同的任務。如果一個任務允許多次執(zhí)行，我們在進行任務再分配時可以不用關心從節(jié)點是否完成了該任務。如果一個任務不允許，那么我們的應用需要適應多個從節(jié)點執(zhí)行相同任務的可能性。

通過以上描述，總結出主從架構有以下幾點需求

• 主節(jié)點選舉
• 崩潰檢測
• 組成員關系管理：主節(jié)點需要知道哪一個從節(jié)點具備執(zhí)行任務的能力。
• 元數據管理。用于保存任務的分配狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)。

ZooKeeper提供了實現這些原語的關鍵機制，使得開發(fā)者可以更加關注應用本身的業(yè)務邏輯。

什么是原語？

比如說我寫到這里的時候，饑腸轆轆，想吃宮保雞丁，于是我開始自己動手做這道菜。

• 切（原語）：首先，需要將雞肉切成丁，將辣椒切成段。
• 炒（原語）：其次，需要在鍋中加熱油，然后炒雞肉。
• 調味（原語）：最后，在炒的過程中，需要加入調料，如醬油、糖、醋等。

通過這些基本的“原語”（準備食材和烹飪操作），可以組合它們來完成一道美味的菜肴。在計算機中，原語就是構建更復雜系統(tǒng)和程序的基本構件。