Zookeeper集群节点数量为什么要是奇数个？

文章来源：https://blog.csdn.net/u010476994/article/details/79806041

无论是公司的生产环境，还是自己搭建的测试环境，Zookeeper集群的节点个数都是奇数个。至于为什么要是奇数个，以前只是模糊的知道是为了满足选举需要，并不知道详细的原因。最近重点学习zookeeper，了解到其中的原理，现将其整理记录下来。

首先需要明确zookeeper选举的规则：leader选举，要求 可用节点数量 > 总节点数量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

 

注：为什么规则要求 可用节点数量 > 集群总结点数量/2 ？  如果不这样限制，在集群出现脑裂的时候，可能会出现多个子集群同时服务的情况（即子集群各组选举出自己的leader）， 这样对整个zookeeper集群来说是紊乱的。

换句话说，如果遵守上述规则进行选举，即使出现脑裂，集群最多也只能回出现一个子集群可以提供服务的情况（能满足节点数量> 总结点数量/2 的子集群最多只会有一个）。所以要限制 可用节点数量 > 集群总结点数量/2 。

 

采用奇数个的节点主要是出于两方面的考虑：

1、防止由脑裂造成的集群不可用。

首先，什么是脑裂？集群的脑裂通常是发生在节点之间通信不可达的情况下，集群会分裂成不同的小集群，小集群各自选出自己的master节点，导致原有的集群出现多个master节点的情况，这就是脑裂。

下面举例说一下为什么采用奇数台节点，就可以防止由于脑裂造成的服务不可用：

(1) 假如zookeeper集群有 5 个节点，发生了脑裂，脑裂成了A、B两个小集群： 

     (a) A ： 1个节点 ，B ：4个节点 ， 或 A、B互换

     (b) A ： 2个节点， B ：3个节点  ， 或 A、B互换

    可以看出，上面这两种情况下，A、B中总会有一个小集群满足 可用节点数量 > 总节点数量/2 。所以zookeeper集群仍然能够选举出leader ， 仍然能对外提供服务，只不过是有一部分节点失效了而已。

(2) 假如zookeeper集群有4个节点，同样发生脑裂，脑裂成了A、B两个小集群：

    (a) A：1个节点 ，  B：3个节点，   或 A、B互换 

    (b) A：2个节点 ， B：2个节点

    可以看出，情况(a) 是满足选举条件的，与（1）中的例子相同。 但是情况(b) 就不同了，因为A和B都是2个节点，都不满足 可用节点数量 > 总节点数量/2 的选举条件， 所以此时zookeeper就彻底不能提供服务了。

综合上面两个例子可以看出： 在节点数量是奇数个的情况下， zookeeper集群总能对外提供服务（即使损失了一部分节点）；如果节点数量是偶数个，会存在zookeeper集群不能用的可能性（脑裂成两个均等的子集群的时候）。

在生产环境中，如果zookeeper集群不能提供服务，那将是致命的 ， 所以zookeeper集群的节点数一般采用奇数个。

2、在容错能力相同的情况下，奇数台更节省资源。

leader选举，要求 可用节点数量 > 总节点数量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

举两个例子：

(1) 假如zookeeper集群1 ，有3个节点，3/2=1.5 ,  即zookeeper想要正常对外提供服务（即leader选举成功），至少需要2个节点是正常的。换句话说，3个节点的zookeeper集群，允许有一个节点宕机。

(2) 假如zookeeper集群2，有4个节点，4/2=2 , 即zookeeper想要正常对外提供服务（即leader选举成功），至少需要3个节点是正常的。换句话说，4个节点的zookeeper集群，也允许有一个节点宕机。

那么问题就来了， 集群1与集群2都有 允许1个节点宕机 的容错能力，但是集群2比集群1多了1个节点。在相同容错能力的情况下，本着节约资源的原则，zookeeper集群的节点数维持奇数个更好一些。