集群 
群首（leader）    负责处理更新请求 并保证更新顺序 
追随者（follower） 处理群首的更新操作请求 
观察者（observer） 不参与决策，只观察决策结果 

事务ID zxid
zxid为一个long型（64位）整数，分为两部分，时间戳（epoch）和计数器（counter）

leader选举
脑裂 split brain 
仲裁 quorum

每个ZK服务器启动时，进入LOOKING状态，如果leader已经存在，那么其他服务器会告知这个服务器哪个是leader，新的服务器将会与leader建立连接并同步状态。
如果集群中所有服务器均处于LOOKING状态，这些服务器之间就会进行通信来选举一个leader，
选举过程中胜出的服务器将会进入LEADING状态，其他服务器则进入FOLLOWING状态。

选举协议

每个服务器发送投票（vote）消息到其他服务器
投票中包含服务器标识符（sid）和其最新执行的事务ID（zxid）

假设收到的投票为voteId和voteZxid，而本身的标识符为mySid和myZxid；
如果（voteZxid > myZxid）或者（voteZxid = myZxid 且 voteId > mySid），那么服务器更新投票信息
否则不变。

最新的服务器会赢得选举，如果多个服务器拥有相同的zxid那么sid值最大的赢得选举。

当一个服务器收到仲裁数量的服务器发来相同的投票时，该服务器会声明群首选举成功，
如果被选举的群首为某个服务器自己，那么该服务器将会行使群首角色，否则就成为一个追随者连接群首进行同步。


Zab 状态更新的广播协议
原子广播协议（Zookeeper Atomic Broadcast protocol）
接收到一个写请求后，追随者将该请求转发给群首，群首将尝试执行该请求，并且将执行结果以事务的方式广播给所有追随者。

群首向所有追随者发送一个PROPOSAL消息p；
当追随者接收到消息p后，会响应一个ACK消息，通知群首其已接受该提案（proposal）；
当收到仲裁数量的确认消息后（群首也可以属于仲裁数量的一员），群首就会发送消息通知追随者进行提交（COMMIT）操作。


事务顺序保证

如果群首按顺序广播了事务T和T’，那么每个服务器在提交T’前保证事务T已经提交完成；
如果某个服务器按照事务T、T’的顺序提交事务，所有其他服务器也必然会在提交事务T’前提交事务T。

观察者

服务器请求处理
请求处理器流水线

RequestProcessor接口  

public interface RequestProcessor {
    void processRequest(Request request) throws RequestProcessorException;
    void shutdown();
}


void processRequest(Request request) throws RequestProcessorException


独立部署模式

PrepRequestProcessor
SyncRequestProcessor
FinalRequestProcessor


PrepRequestProcessor 
生成一个事务，这个事务是请求操作的结果，它需要作用在数据树上。
事务信息会以头部信息和事务记录的方式添加到Request对象中。 
只有写操作才会产生事务，对于读请求，Request对象中的事务属性为null。

SyncRequestProcessor
负责将事务持久化到磁盘上，将事务追加到事务日志中，并定期生成快照。

FinalRequestProcessor
如果Request中包含事务则将事务应用到数据树中，否则只是读取数据树的数据并返回。




仲裁模式

leader 

PrepRequestProcessor

ProposalRequestProcessor

该处理器会准备一个提议，并将提议发送给追随者。
ProposalRequestProcessor会将所有的请求传给CommitRequestProcessor，另外也会将写请求传给SyncRequestProcessor。

SyncRequestProcessor与独立服务器的一样，即将事务持久化到磁盘上。
它执行完之后会触发AckRequestProcessor处理器，这个处理器仅仅生成确认消息返回给自己。

在仲裁模式下，群首需要收到每个服务器的确认消息，包括自己的，而AckRequestProcessor负责这个确认消息。
在ProposalRequestProcessor之后是CommitRequestProcessor，它会将收到足够多的确认消息的提议进行提交。
最后一个处理器是FinalRequestProcessor，它的作用和独立服务器的一样，执行更新以及返回读请求的数据。



追随者
FollowerRequestProcessor
FollowerRequestProcessor会将所有请求都传给CommitRequestProcessor，同时也会将写请求传给群首服务器。
对于读请求，CommitRequestProcessor直接传给FinalRequestProcessor，
对于写请求，CommitRequestProcessor在传给FinalRequestProcessor之前会等待提交事务。


当群首服务器收到写请求时，会生成一个提议发送给追随者。
当追随者收到提议时，会把这个提议传给SyncRequestProcessor。
SyncRequestProcessor持久化提议，并传给SendAckRequestProcessor，SendAckRequestProcessor返回提议确认消息给群首服务器。

当群首服务器收到足够的确认消息，就会发送提交消息来提交这个提议。
当接收到提交消息时，追随者就通过CommitRequestProcessor处理器进行处理。

为了保证顺序性，CommitRequestProcessor收到一个写请求后会暂停后续的请求处理，直该到写请求通过了CommitRequestProcessor。



观察者
不需要确认提议消息
不需要持久化事务到硬盘