Leader选举算法分析
接下来我们就一起深入Leader选举算法，看看Leader选举的技术内幕。
进入Leader选举
当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举。
1、服务器初始化启动。
2、服务器运行期间无法和Leader保持连接。
1、集群中本来就巳经存在一个Leader。
2、集群中确实不存在Leader。
我们先来看第一种巳经存在Leader的情况。这种情况通常是集群中的某一台机器启动比较晚，在它启动之前，集群巳经可以正常工作，即已经存在了一台Leader服务器。针对这种怙况，当该机器试图去选举Leader的时候，会被告知当前服务器的Leader信息， 对于该机器来说，仅仅需要和Leader机器建立起连接，并进行状态同步即可。
下面我们重点来看在集群中Leader不存在的情况下，如何进行Leader选举。
开始第一次投票
通常有两种情况会导致集群中不存在Leader,—种情况是在整个服务器刚刚初始化启动时，此时尚未产生一台Leader服务器，另一种情况就是在运行期间当前Leader所在的服务器挂了。无论是哪种情况，此时集群中的所有机器都处于一种试图选举出一个Leader的状态，我们把这种状态称为“LOOKING”，意思是说正在寻找Leader。当一台服务器处于LOOKING状态的时候，那么它就会向集群中所有其他机器发送消息，我们称这个消息为“投票”。
在这个投票消息中包含两个最基本的信息：所推举的服务器的SID和ZXID,分别表示了被推举服务器的唯一标识和事务ID。下文中我们将以“(SID, ZXID)”这样的形式 来标识一次投票信息。举例来说，如果当前服务器要推举SID为1、ZXID为8的服务器成为Leader,那么它的这次投票信息可以表示为(1，8)。
我们假设ZooKeeper由5台机器组成，SID分別为1、2、3、4和5, ZXID分别为9、 9、9、8和8,并且此时SID为2的机器是Leader服务器。某一时刻，1和2所在的机器出现故障，因此集群开始进行Leader选举。
在第一次投票的时候，由于还无法检测到集群中其他机器的状态信息，因此每台机器都是将自己作为被推举的对象来进行投票，于是SID为3、4和5的机器，投票情况分别为：(3, 9)、(4, 8)和(5, 8)。
变更投票
集群中的每台机器发出自己的投票后，也会接收到来自集群中其他机器的投票。每台机器都会根据一定的规则，来处理收到的其他机器的投票，并以此来决定是否需要变更自己的投票。这个规则也成为了整个Leader选举算法的核心所在。为了便于描述，我们首先定义一些术语。
l vote_sid:接收到的投票中所推举Leader服务器的SID。
l vote_zxid:接收到的投票中所推举Leader服务器的ZXID。
l self_sid:当前服务器自己的SID。
l self_zxid:当前服务器自己的ZXID。
每次对于收到的投票的处理，都是一个对(vote_sid，vote_zxid)和(self_sid，self_zxid) 对比的过程，假设Epoch相同的情况下。
规则1:如果vote_zxid大于self_zxid，就认可当前收到的投票，并再次将该投票发送出去。
规則2:如果vote_zxid小于self_zxid,那么就坚持自己的投票，不做任何变更。
规則3:如果vote_zxid等于self_zxid,那么就对比两者的SID。如果vote_sid大于self_sid，那么就认可当前接收到的投票，并再次将该投票发送出去。
规则4:如果vote_zxid等于self_zxid，并且vote_sid小于self_sid，那么同样坚持自己的投票，不做变更。
根据上面这个规则，我们结合图来分折上面提到的5台机器组成的ZooKeeper集群的投票变更过程。
每台机器都把投票发出后，同时也会接收到来自另外两台机器的投票。
对干Server3来说，它接收到了(4, 8)和(5, 8)两个投票，对比后，由子自己的ZXID要大于接收到的两个投票，因此不需要做任何变更。
对于Server4来说，它接收到了(3, 9)和(5, 8)两个投票，对比后，由于(3, 9)这个投票的ZXID大于自己，因此需要变更投票为(3, 9),然后继续将这个投票发送给另外两台机器。
同样，对TServer5来说，它接收到了(3, 9)和(4, 8)两个投票，对比后，由于(3, 9)这个投票的ZXID大于自己，因此需要变更投票为(3, 9)，然后继续将这个投票发送给另外两台机器。
确定Leader
经过这第二次投票后，集群中的每台机器都会再次收到其他机器的投票，然后开始统计投票。如果一台机器收到了超过半数的相同的投票，那么这个投票对应的SID机器即为 Leader。
如上图所示的Leader选举例子中，因为ZooKeeper集群的总机器数为5台，那么 quorum = ( 5/2 + 1 ) = 3
也就是说，只要收到3个或3个以上(含当前服务器自身在内)一致的投票即可。在这里，Server3、Server4 和Server5 都投票(3, 9)，因此确定了 Server3为 Leader。
小结
简单地说，通常哪台服务器上的数据越新，那么越有可能成为Leader,原因很简单，数据越新，那么它的ZXID也就越大，也就越能够保证数据的恢复。当然，如果集群中有几个服务器有相同的ZXID，那么SID较大的那台服务器成为Leader。