DDBS ZAB
我们之前讲述了 Paxos 一致性算法，现在我们来看ZAB 协议，该协议应该是所有一致性协议中生产环境中应用最多的了。为什么呢？因为他是为 Zookeeper 设计的分布式一致性协议！
ZAB 协议介绍
ZAB 协议全称：Zookeeper Atomic Broadcast（Zookeeper 原子广播协议）。
Zookeeper 是一个为分布式应用提供高效且可靠的分布式协调服务。在解决分布式一致性方面，Zookeeper 并没有使用 Paxos ，而是采用了 ZAB 协议。
ZAB 协议定义：ZAB 协议是为分布式协调服务 Zookeeper 专门设计的一种支持崩溃恢复和原子广播协议。下面我们会重点讲这两个东西。
基于该协议，Zookeeper 实现了主从模式的系统架构来保持集群中各个副本之间数据一致性。关于主从系统，我以前在zk中写的很清楚，不再赘述。
zookeeper主从系统
在数据一致性中，主从系统如下：
现在，重点介绍消息广播和崩溃恢复。整个 Zookeeper 就是在这两个模式之间切换。 简而言之，当 Leader 服务可以正常使用，就进入消息广播模式，当 Leader 不可用时，则进入崩溃恢复模式。
消息广播
ZAB 协议的消息广播过程使用的是一个原子广播协议，类似一个2PC。对于客户端发送的写请求，全部由 Leader 接收，Leader 将请求封装成一个事务 Proposal，将其发送给所有 Follwer ，然后，根据所有 Follwer 的反馈，如果超过半数成功响应，则执行 commit 操作（先提交自己，再发送 commit 给所有 Follwer）。
基本上，整个广播流程分为 3 步骤：
- 将数据都复制到 Follwer 中
-
等待 Follwer 回应 Ack，最低超过半数即成功
-
当超过半数成功回应，则执行 commit ，同时提交自己
通过以上 3 个步骤，就能够保持集群之间数据的一致性。
一些细节：
- 在 Leader 和 Follwer 之间还有一个消息队列，用来解耦他们之间的耦合，解除同步阻塞。
- Leader 在收到客户端请求之后，会将这个请求封装成一个事务，并给这个事务分配一个全局递增的唯一 ID，称为事务ID（ZXID），ZAB 需要保证事务的顺序，因此必须将每一个事务按照 ZXID 进行先后排序然后处理。
- zookeeper集群中为保证任何所有进程能够有序的顺序执行，只能是 Leader 服务器接受写请求，即使是 Follower 服务器接受到客户端的请求，也会转发到 Leader 服务器进行处理。
- 实际上，这是一种简化版本的 2PC，不能解决单点问题。等会我们会讲述 ZAB 如何解决单点问题（即 Leader 崩溃问题）。
崩溃恢复
Leader 崩溃怎么办？还能保证数据一致吗？如果 Leader 先本地提交了，然后 commit 请求没有发送出去，怎么办？
实际上，当 Leader 崩溃，即进入我们开头所说的崩溃恢复模式（崩溃即：Leader 失去与过半 Follwer 的联系）。下面来详细讲述。
- 假设1：Leader 在复制数据给所有 Follwer 之后崩溃，怎么办？
- 假设2：Leader 在收到 Ack 并提交了自己，同时发送了部分 commit 出去之后崩溃怎么办？
针对这些问题，ZAB 定义了 2 个原则：
能够确保提交已经被 Leader 提交的事务，同时丢弃已经被跳过的事务。
恢复模式大致可以分为四个阶段:
- 当leader崩溃后，集群进入选举阶段，开始选举出潜在的新leader(一般为集群中拥有最大ZXID的节点)
- 进入发现阶段，follower与潜在的新leader进行沟通，如果发现超过法定人数的follower同意，则潜在的新leader将epoch加1，进入新的纪元。新的leader产生
3.集群间进行数据同步，保证集群中各个节点的事务一致 - 集群恢复到广播模式，开始接受客户端的写请求
当 leader在commit之后但在发出commit消息之前宕机，即只有老leader自己commit了，而其它follower都没有收到commit消息 新的leader也必须保证这个proposal被提交.(新的leader会重新发送该proprosal的commit消息)
当 leader产生某个proprosal之后但在发出消息之前宕机，即只有老leader自己有这个proproal，当老的leader重启后(此时左右follower),新的leader必须保证老的leader必须丢弃这个proprosal.(新的leader会通知上线后的老leader截断其epoch对应的最后一个commit的位置)
