以一張具有代表性的架構(gòu)風(fēng)格展開本篇論述

一般在這種架構(gòu)中，主節(jié)點(diǎn)所負(fù)責(zé)的工作主要有

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

此時(shí)，我們需要關(guān)注三個(gè)問題

• 主節(jié)點(diǎn)崩潰
  如果主節(jié)點(diǎn)發(fā)生了錯(cuò)誤，那么整個(gè)系統(tǒng)將無法分配新的任務(wù)；對(duì)于已經(jīng)失敗的任務(wù)也無法進(jìn)行重新分配。
• 從節(jié)點(diǎn)崩潰
  如果從節(jié)點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)誤，已經(jīng)分配的任務(wù)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(diǎn)將無法感知從節(jié)點(diǎn)的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)，并且從節(jié)點(diǎn)也無法接收新的任務(wù)。

主節(jié)點(diǎn)崩潰

對(duì)于這個(gè)問題，我們需要有一個(gè)備份主節(jié)點(diǎn)（backup master）。當(dāng)主要主節(jié)點(diǎn)（primary master）崩潰時(shí)，backup master能夠接管primary master的任務(wù)，進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移。接管意味著，新的master能夠切入到舊的master崩潰時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)，就需要舊的master失效時(shí)的一些信息，而這個(gè)信息已經(jīng)無法從舊的master進(jìn)行獲取，需要從其他地方獲取，即通過Zookeeper進(jìn)行獲取。

還有另外一種情況。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)負(fù)載很高，導(dǎo)致消息傳遞發(fā)生了延遲，導(dǎo)致backup master誤認(rèn)為primary master已經(jīng)失效，此時(shí)backup master會(huì)成為第二個(gè)primary master。同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)等原因，一些從節(jié)點(diǎn)無法與第一個(gè)primary mastter通信，而與第二個(gè)primary master建立了主從關(guān)系。這種情況被稱之為腦裂（split-brain）。簡(jiǎn)單來講，腦裂就是系統(tǒng)中兩個(gè)或多個(gè)部分開始獨(dú)立工作,導(dǎo)致整體行為不一。

所以需要一種方法來處理主節(jié)點(diǎn)失效的情況，并且避免腦裂。

從節(jié)點(diǎn)崩潰

主節(jié)點(diǎn)分配任務(wù)到有效的從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)并報(bào)告任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。如果從節(jié)點(diǎn)崩潰了，主節(jié)點(diǎn)需要將尚未完成的任務(wù)重新派發(fā)到其他從節(jié)點(diǎn)。所以，主節(jié)點(diǎn)需要具備檢測(cè)從節(jié)點(diǎn)失效的能力，并確定那些從節(jié)點(diǎn)有效以便于派發(fā)任務(wù)。

主從之間的通信發(fā)生故障

如果一個(gè)從節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接斷開，重新分配一個(gè)任務(wù)可能會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行相同的任務(wù)。如果一個(gè)任務(wù)允許多次執(zhí)行，我們?cè)谶M(jìn)行任務(wù)再分配時(shí)可以不用關(guān)心從節(jié)點(diǎn)是否完成了該任務(wù)。如果一個(gè)任務(wù)不允許，那么我們的應(yīng)用需要適應(yīng)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行相同任務(wù)的可能性。

通過以上描述，總結(jié)出主從架構(gòu)有以下幾點(diǎn)需求

• 主節(jié)點(diǎn)選舉
• 崩潰檢測(cè)
• 組成員關(guān)系管理：主節(jié)點(diǎn)需要知道哪一個(gè)從節(jié)點(diǎn)具備執(zhí)行任務(wù)的能力。
• 元數(shù)據(jù)管理。用于保存任務(wù)的分配狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)。

ZooKeeper提供了實(shí)現(xiàn)這些原語的關(guān)鍵機(jī)制，使得開發(fā)者可以更加關(guān)注應(yīng)用本身的業(yè)務(wù)邏輯。

什么是原語？

比如說我寫到這里的時(shí)候，饑腸轆轆，想吃宮保雞丁，于是我開始自己動(dòng)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(diào)味（原語）：最后，在炒的過程中，需要加入調(diào)料，如醬油、糖、醋等。

通過這些基本的“原語”（準(zhǔn)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(jì)算機(jī)中，原語就是構(gòu)建更復(fù)雜系統(tǒng)和程序的基本構(gòu)件。