ZooKeeper 基本の仕組み

ZooKeeper サーバーはどのようにして Leader を決めているのか？

公式ドキュメントによると、アルゴリズムはTCPをベースにしたものがデフォルトになっているらしい。
実際に選出される Leader は特に早いもの勝ちという訳ではなく、ZooKeeper アンサンブルが構築された時点（5台構成なら、３台が起動した時点）でその３台の中からランダムに選出がされている模様。（実際にはここでTCPベースのアルゴリズムに依存しているのかもしれないが）

Election implementation to use. A value of "0" corresponds to the original UDP-based version, "1" corresponds to the non-authenticated UDP-based version of fast leader election, "2" corresponds to the authenticated UDP-based version of fast leader election, and "3" corresponds to TCP-based version of fast leader election. Currently, algorithm 3 is the default
The implementations of leader election 0, 1, and 2 are now deprecated . We have the intention of removing them in the next release, at which point only the FastLeaderElection will be available.

ZooKeeper のサーバ間はどのようなやりとりがされているのか？

• ZooKeeper は1台 Leader と呼ばれるサーバーがおり、残りが Follower として動作している。

ServerA(Follower)
ServerB(Follower)
ServerC(Leader)

• 基本的に通信は Leader と Follower の間でのみ行われ、Follower 間での通信は発生しない。

ServerA(Follower)「Leader とだけやり取りします」
ServerB(Follower)「Leader とだけやり取りします」
ServerC(Leader)「全 Follower とやり取りするよ」

• Follower 間の通信は Leader を探すときと Leader を選出する時に発生する。

ServerA(Follower)「Leader は誰ですか?」
ServerB(Follower)「俺じゃないよ」
ServerC(Leader)「僕が Leader だよ」

ZooKeeper のクライアントはどのサーバーに接続するのか？

• 接続先はランダムに決定する（はず）。
• 特にどのサーバーが現在の Leader なのかは、クライアント側としては関係ない。

クライアント「どのサーバにお願いしようかな。A～Cの誰でもいいや。」

ZooKeeper のサーバー間はどのようにしてデータを同期しているのか？

1. クライアント側から何らかのデータ更新要求を受けた ZooKeeper サーバーはそれをまず Leader へ報告する。 （Leader が直接要求を受けた場合はそのまま処理を継続）
2. Leader は報告を受けた順に（ひとつずつ）処理するが、まず 全 Follower に対してデータ更新の提案(proposal)を行う。
3. Leader は過半数以上の Follower (5台構成なら3台以上）から同意（agreement)を得られれば、そのデータ更新作業を commit する。
4. そのため、ある別々のクライアントからのデータ参照要求が同時にあったとしても、サーバーによって異なる結果を返すことはない。

ServerA(Follower)「Leader！クライアントからデータの更新依頼がありました！」
ServerC(Leader)「ちょっと待ってくれ、一つずつしか処理できんから」
ServerC(Leader)「みんな！このデータ更新するよー」
ServerA(Follower)「了解です！」
ServerB(Follower)「承知しました！」
ServerC(Leader)「よーしコミットするよ！」
クライアント「どのサーバーに聞いても同じ回答くれるから助かるよ」