為什么Zookeeper集群節點數量要是奇數個

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為什么Zookeeper集群節點數量要是奇數個？大家在工作中，用到的Zookeeper集群的節點個數都是奇數個。至于為什么要是奇數個，可能都知道是為了滿足選舉需要，并不知道詳細的原因。本文主要說下原因和原理，以免在面試過程中被Pass。

首先需要明確zookeeper選舉的規則：leader選舉，要求 可用節點數量 > 總節點數量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

注：為什么規則要求 可用節點數量 > 集群總節點數量/2 ？ 如果不這樣限制，在集群出現腦裂的時候，可能會出現多個子集群同時服務的情況（即子集群各組選舉出自己的leader）， 這樣對整個zookeeper集群來說是紊亂的。換句話說，如果遵守上述規則進行選舉，即使出現腦裂，集群最多也只能出現一個子集群可以提供服務的情況（能滿足節點數量> 總結點數量/2 的子集群最多只會有一個）。所以要限制 可用節點數量 > 集群總節點數量/2 。

采用奇數個的節點主要是出于兩方面的考慮：

1、防止由腦裂造成的集群不可用。

首先，什么是腦裂？集群的腦裂通常是發生在節點之間通信不可達的情況下，集群會分裂成不同的小集群，小集群各自選出自己的master節點，導致原有的集群出現多個master節點的情況，這就是腦裂。

下面舉例說一下為什么采用奇數臺節點，就可以防止由于腦裂造成的服務不可用：

(1) 假如zookeeper集群有 5 個節點，發生了腦裂，腦裂成了A、B兩個小集群： 

     (a) A ：1個節點 ，B ：4個節點 

     (b) A ：2個節點， B ：3個節點  

    可以看出，上面這兩種情況下，A、B中總會有一個小集群滿足 可用節點數量 > 總節點數量/2 。所以zookeeper集群仍然能夠選舉出leader ， 仍然能對外提供服務，只不過是有一部分節點失效了而已。

(2) 假如zookeeper集群有4個節點，同樣發生腦裂，腦裂成了A、B兩個小集群：

    (a) A：1個節點 ，  B：3個節點 

    (b) A：2個節點 ， B：2個節點

    可以看出，情況(a) 是滿足選舉條件的，與（1）中的例子相同。但是情況(b) 就不同了，因為A和B都是2個節點，都不滿足 可用節點數量 > 總節點數量/2 的選舉條件， 所以此時zookeeper就徹底不能提供服務了。

綜合上面兩個例子可以看出：在節點數量是奇數個的情況下， zookeeper集群總能對外提供服務（即使損失了一部分節點）；如果節點數量是偶數個，會存在zookeeper集群不能用的可能性（腦裂成兩個均等的子集群的時候）。

在生產環境中，如果zookeeper集群不能提供服務，那將是致命的 ， 所以zookeeper集群的節點數一般采用奇數個。

2、在容錯能力相同的情況下，奇數臺更節省資源。

leader選舉，要求 可用節點數量 > 總節點數量/2  。注意 是 > , 不是 ≥。

舉兩個例子：

(1) 假如zookeeper集群1 ，有3個節點，3/2=1.5 ,  即zookeeper想要正常對外提供服務（即leader選舉成功），至少需要2個節點是正常的。換句話說，3個節點的zookeeper集群，允許有一個節點宕機。

(2) 假如zookeeper集群2，有4個節點，4/2=2 , 即zookeeper想要正常對外提供服務（即leader選舉成功），至少需要3個節點是正常的。換句話說，4個節點的zookeeper集群，也允許有一個節點宕機。

那么問題就來了， 集群1與集群2都有 允許1個節點宕機 的容錯能力，但是集群2比集群1多了1個節點。在相同容錯能力的情況下，本著節約資源的原則，zookeeper集群的節點數維持奇數個更好一些。

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