答案
Zookeeper 的 Leader 选举机制是保证集群高可用性的核心，基于 ZAB 协议实现。
选举触发时机
- 集群启动时：所有节点参与选举，选出 Leader
- Leader 故障时：Follower 检测到 Leader 失效，触发重新选举
- Leader 主动退出：Leader 正常关闭，触发选举
选举算法
Zookeeper 使用 Fast Leader Election（快速领导者选举）算法：
投票结构：
- sid：服务器 ID，配置文件中指定
- zxid：事务 ID，表示数据更新次数
- epoch：选举周期，每次选举递增
选举规则：
- 优先比较 zxid：zxid 越大，数据越新，优先当选
- 其次比较 sid：zxid 相同时，sid 越大优先当选
选举流程
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初始化投票：
- 每个节点先投票给自己
- 投票信息：(epoch, zxid, sid)
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投票交换：
- 节点之间互相交换投票信息
- 更新自己的投票状态
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投票统计：
- 统计每个候选者的得票数
- 超过半数节点支持的候选者当选
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选举完成：
- 当选者成为 Leader
- 其他节点成为 Follower
- Leader 开始处理请求
选举状态
节点在选举过程中有以下状态：
- LOOKING：正在寻找 Leader，参与选举
- FOLLOWING：已找到 Leader，作为 Follower 运行
- LEADING：作为 Leader 运行
- OBSERVING：作为 Observer 运行
选举优化
快速选举：
- 节点优先投给数据更新最多的节点
- 减少投票轮次，加快选举速度
投票验证：
- 验证投票信息的合法性
- 防止无效投票干扰选举
超时机制：
- 设置合理的选举超时时间
- 避免选举长时间阻塞
集群规模影响
- 3 节点集群：2 个节点同意即可选举成功
- 5 节点集群：3 个节点同意即可选举成功
- 7 节点集群：4 个节点同意即可选举成功
注意事项
- 脑裂问题：通过过半机制避免
- 网络分区：分区后无法选举出 Leader
- 选举时间：通常在几秒内完成
- 数据一致性：选举期间不处理写请求