一 Zookeeper選舉流程概述
Zookeeper選舉機制分為兩種：第一次啟動和非第一次啟動。假設有5個節點，如圖1.1所示：
圖1.1 ZK叢集
1.1 第一次啟動
（1）伺服器1啟動，發起選舉。伺服器1投自己一票，此時伺服器1有一票，未超過半數以上票數，選舉無法完成，伺服器保持狀态為LOOKING；
（2）伺服器2啟動，再次發起選舉。伺服器1和伺服器2分别半先投給自己1票，伺服器1和伺服器2會通信，此時伺服器1發現伺服器2的myid比自己大，是以會将自己的票給伺服器2。此時伺服器1票數為0，伺服器票數為2。伺服器2的票數沒有達到半數以上，選舉無法完成，伺服器1和2狀态為LOOKING；
（3）伺服器3啟動，發起一次選舉。最終服務1會有0票，伺服器2會有0票，伺服器3會有3票，此時伺服器3的票數超過半數，是以伺服器3當選為leader。伺服器1和伺服器2的狀态變為FOLLOWING,伺服器3的狀态變為LEADING;
(4)随後伺服器4和伺服器5啟動，此時已經有leader了，不再進行選舉了，伺服器4和伺服器5更改狀态為FOLLOWING。
1.2 非第一次啟動
當叢集中的一台伺服器無法和leader保持連接配接時，會進入leader選舉，而此時，叢集會有以下兩種狀态：
叢集中已經存在leader:針對這種情況，該節點試圖去選擇leader時，會被其他節點告知目前伺服器的leader資訊。是以，該伺服器僅需要和leader重建立立連接配接并同步狀态即可。
叢集中已經不存在leader:假設叢集由5個節點組成，SID分别為1,2,3,4,5；ZXID分别為9,9,8,7,6，EPOCH均為1，且此時SID為3的伺服器為leader。突然，當3和5伺服器發生故障時，會觸發leader選舉。選舉規則為：EPOCH大的直接勝出，如果EPOCH相同，則ZXID大的勝出，如果ZXID相同，則SID大的勝出。
SID:伺服器ID，用來辨別一台伺服器，ID不能重複，且和myid一緻
ZXID:事務ID，用來辨別一次伺服器狀态的變更。在某一時刻，叢集中的每台機器的ZXID不一定一緻
EPOCH：每個leader任期的代号。每投完一次票該資料會增加
二 選舉源碼概述
源碼中的選舉整體流程如圖2.1所示：
圖2.1 源碼選舉概述圖
整個選舉過程主要由兩個類完成，FastLeaderElection和QuorumCnManager。FastLeaderElection負責接收選票和發送選票； QuorumCnManager負責管理節點之間的選舉通信，負責選擇票數的傳遞。
2.1 選舉準備源碼解析
圖2.2
選舉代碼的入口在QuorumPeerMain中的runFromConfig方法中，如圖2.2所示“在完成伺服器啟動的初始化後，會執行quorumPeer.start()，進入該方法，執行startLeaderElection()方法進入選舉流程。
如果目前節點的狀态為LOOKING（getPeerState() == ServerState.LOOKING），會建立一個Vote類，該類中有id,zxid,electionEpoch等選舉關鍵資訊。随後，如圖2.3所示，會通過調用createElectionAlgorithm(electionType)來建立QuorumCnxManager，該類維護了一個接收隊列，recvQueue，該隊列接收其他節點的投票；也維護了一個queueSendMap，該map的鍵為伺服器ID，值為ArrayBlockingQueue隊列，該隊列包含了鍵值所指向的伺服器的選票；該類還維護了一個senderWorkerMap，該map存儲了一個發送線程，負責将投票發送到其他節點，還存儲了一個接收線程，負責接收其他節點的投票。
如圖2.3所示，監聽類QuorumCnxManager.Listener繼承了線程類，在覆寫的run方法中，隻要未shutdown，會一直等待其他節點發送資料。
圖 2.3
2.2 選舉執行源碼解析
圖2.4
執行super.start()，就是執行QuorumPeer.java類中覆寫的run()方法，當zookeeper啟動後，首先都是Looking狀态，通過選舉讓其中一台伺服器成為Leader，其他的成為Follower
圖2.5
通過調用setCurrentVote(makeLEStrategy().lookForLeader())進行選舉，進入lookForLeader()方法，這裡進入FastLeaderElection實作的lookForLeader方法，如圖2.6所示：
圖2.6
recvset儲存了每一個伺服器給該節點的合法有效投票，recvset的鍵為伺服器id，value為其他節點給我的投票資訊。notTimeout為一次選舉的最大等待時間，預設是0.2s。繼續往下看，如圖2.7所示：
圖2.7
每發起一輪選舉，都會使logicallock加1，然後調用updateProposal()更新選票資訊 。更新完選票資訊後，調用sendNotifications()廣播選票。如圖2.8所示：
圖2.8
通過for循環周遊投票參與者，給每台伺服器發送選票（就是給SID比自己大的伺服器投票），通過new 一個ToSend對象建立發送選票資訊，然後将該資訊放入隊列sendqueue中。該隊列中的資訊是由WorkerSender(WorkerSender是FastLeaderElection的一個内部類)線程來負責發送的，WorkerSender的run方法如圖2.9所示：
圖 2.9
通過sendqueue.poll從隊列中擷取要發送的選票，然後将選票資訊傳給process方法進行處理，如圖2.10：
圖2.10
通過manager.toSend發送資訊，manager為類QuorumCnManager，負責管理節點之間的選舉通信，負責選擇票數的傳遞。 toSend()如圖2.11所示：
圖2.12
首先通過this.mySid==id判斷是不是自己給自己投票，如果是就通過addToRecvQueue将投票資訊 放進自己的RecvQueue。如果是發送給其他伺服器的選票，如果其他伺服器的隊列消息已經存現，就将選票資訊放入oldq中，否則，則放入新的bq隊列中。最後通過connectOne(sid)将消息發送出去。
在connectOne(sid)中會調用conncectOne(long sid, InetSocketAddress electionAddr)與其他節點建立連接配接，如圖2.13所示：
圖2.14
如圖2.15所示，在conncectOne(long sid, InetSocketAddress electionAddr)方法中與其他節點建立連接配接，然後通過initiateConnection(sock, id)處理連接配接。
圖2.15
在initiateConnection(sock, id)方法中調用startConnection(sock, id)，并在該方法中建立并啟動了發送器線程和接收器線程，如圖2.16所示：
圖2.16
有一處重要的判斷if(sid>self.getId()) ，如果要發送的節點的id比自己要大，就直接關閉自己的用戶端，意思就是不參與選舉了。通過new SendWorker和RecvWorker建立發送和接收線程，并調用start方法啟動發送和接收線程。
如圖2.17所示，SendWorker會在run方法中一直循環從發送隊列SendQueue中，擷取發送消息，并調用send(b)進行發送。
圖2.17
同樣的，如圖2.18.在RecvWorker的run方法中，也會一直從輸入流中接收消息，調用addToRecvQueue将消息添加的發送隊列中，後續會将其他節點給我的票選發送的我這。
圖2.18
如圖2.19，從 addToRecvQueue(Message msg)方法中，調用了recvQueue.add(msg)将其他節點給我的票選資訊加入隊列。
圖2.19
最後回到FastLeaderElection類中查找WorkerReceiver線程，如圖2.20所示，調用manager.pollRecvQueue方法從recvQueue中擷取其他節點發送給我的票選資訊。
至此，選舉流程的源碼分析到此結束了， 本文章隻分析了一個整體流程的源碼，可以幫助大家對選舉流程有個整體的把握。有些細節沒有去分析，有興趣的讀者可以自己下載下傳源碼分析
三 總結
選舉源碼流程總結如圖3.1所示：
圖3.1
附Zookeeper入門學習視訊：
https://www.bilibili.com/video/BV1to4y1C7gw