Zookeeper集群为何是奇数

1. 简介

在 ZooKeeper 集群中，会有三种角色，leader、 follower、 observer 分别对应着总统、议员、观察者。

半数以上投票通过：客户端的增删改操作无论访问到了哪台 ZooKeeper 服务器，最终都会被转发给 leader 服务器，再由 leader 服务器分给 ZooKeeper 集群中所有 follower 服务器去投票（投票指的是在内存中做增删改操作），半数投票通过就被认为操作可执行（commit），否则不可执行。

observer 观察者服务器是针对于查询操作做负载的，observer 与 follower 服务器最大的不同在于 observer 没有投票权，在客户端发起的增删改操中，leader 服务器是不会把消息传递给 observer 服务器让其投票的。但是查询操作跟 follower 一样，客户端的查询到了 observer 服务器节点，observer 服务器去访问 leader 服务器取最新的数据然后返回给客户端。其中 observer 并不计算在投票机器数目中，半数工作不包括 observer 机器数。

2. 容错

由于在增删改操作中需要半数以上服务器通过，来分析以下情况：

• 2台服务器，至少2台正常运行才行（2的半数为1，半数以上最少为2），正常运行1台服务器都不允许挂掉。
• 3台服务器，至少2台正常运行才行（3的半数为1.5，半数以上最少为2），正常运行可以允许1台服务器挂掉。
• 4台服务器，至少3台正常运行才行（4的半数为2，半数以上最少为3），正常运行可以允许1台服务器挂掉。
• 5台服务器，至少3台正常运行才行（5的半数为2.5，半数以上最少为3），正常运行可以允许2台服务器挂掉。
• 6台服务器，至少3台正常运行才行（6的半数为3，半数以上最少为4），正常运行可以允许2台服务器挂掉。

通过以上可以发现，3台服务器和4台服务器都最多允许1台服务器挂掉，5台服务器和6台服务器都最多允许2 台服务器挂掉。但是明显4台服务器成本高于3台服务器成本，6台服务器成本高于5台服务器成本，这是由于半数以上投票通过决定的。

3. 防脑裂

一个 ZooKeeper 集群中，可以有多个 follower、observer 服务器，但是必需只能有一个 leader 服务器。如果 leader 服务器挂掉了，剩下的服务器集群会通过半数以上投票选出一个新的leader服务器。

集群互不通讯情况：

• 一个集群3台服务器，全部运行正常，但是其中1台裂开了，和另外2台无法通讯。3台机器里面2台正常运行过半票可以选出一个leader。
• 一个集群4台服务器，全部运行正常，但是其中2台裂开了，和另外2台无法通讯。4台机器里面2台正常工作没有过半票以上达到3，无法选出 leader 正常运行。
• 一个集群5台服务器，全部运行正常，但是其中2台裂开了，和另外3台无法通讯。5台机器里面3台正常运行过半票可以选出一个 leader。
• 一个集群6台服务器，全部运行正常，但是其中3台裂开了，和另外3台无法通讯。6台机器里面3台正常工作没有过半票以上达到4，无法选出 leader 正常运行。

通可以上分析可以看出，为什么 ZooKeeper 集群数量总是单出现，主要原因还是在于防脑裂。如果出现脑裂，ZooKeeper 集群就无法正常运行了。