ES选举算法

选举算法
在主节点选举算法的选择上,基本原则是不重复造轮子。最好实现一个众所周知的算法,这样的好处是其中的优点和缺陷是已知的。ES的选举算法的选择上主要考虑下面两种。

  1. Bully算法
    Leader选举的基本算法之一。它假定所有节点都有一个唯一的ID,使用该ID对节点进行排序。任何时候的当前Leader都是参与集群的最高ID节点。该算法的优点是易于实现。但是,当拥有最大ID的节点处于不稳定状态的场景下会有问题。例如,Master负载过重而假死,集群拥有第二大ID的节点被选为新主,这时原来的Master恢复,再次被选为新主,然后又假死……ES 通过推迟选举,直到当前的 Master 失效来解决上述问题,只要当前主节点不挂掉,就不重新选主。但是容易产生脑裂(双主),为此,再通过“法定得票人数过半”解决脑裂问题。

  2. Paxos算法Paxos非常强大,尤其在什么时机,以及如何进行选举方面的灵活性比简单的Bully算法有很大的优势,因为在现实生活中,存在比网络连接异常更多的故障模式。但 Paxos 实现起来非常复杂。

### Elasticsearch 集群主节点选举的工作原理 Elasticsearch 的主节点选举机制是为了确保集群能够正常运作并维持其状态管理功能。以下是关于该机制的关键点: #### 1. **选举触发条件** 主节点选举会在特定条件下被触发,主要包括以下两种情况: - 当一个新的集群启动时,需要选出第一个主节点来初始化整个集群的状态[^2]。 - 如果当前的主节点因某些原因变得不可用(例如网络分区或硬件故障),则会重新触发一次选举过程以恢复集群的功能。 #### 2. **参与选举的节点资格** 并非所有的节点都可以成为主节点候选人。只有那些配置为“主合格节点”的节点才有权参与选举。在生产环境中,为了提高安全性,通常需要显式指定哪些节点可以作为主节点候选者,并通过 `discovery.seed_hosts` 和 `cluster.initial_master_nodes` 参数进行定义[^3]。 #### 3. **选举流程概述** 主节点选举的过程遵循一定的逻辑顺序,具体如下: - **第一步:识别潜在的主节点集合** 在首次启动或发生故障切换时,系统会先确认有哪些节点有资格参加选举。这一步骤依赖于预先设定好的种子列表或其他发现机制[^4]。 - **第二步:发起投票阶段** 所有的主合格节点都会参与到这一轮次中,互相交换心跳信号以验证彼此的存在性和健康状况。随后,它们基于内部算法计算得出谁最适合作为主节点[^5]。 - **第三步:选定胜出者** 经过一系列协商之后,某个节点会被推选出来担任新的主角色。此操作完成后,其余成员便会更新自己的元数据记录以便同步最新的领导层信息。 #### 4. **技术实现细节** 从源码层面来看,Elasticsearch 使用了一种分布式一致性协议来保障选举的安全性与可靠性。核心步骤包括但不限于以下几个方面: - 判断是否有正在进行中的选举任务;若有,则立即终止后续动作以防冲突。 - 提交异步任务至线程池执行实际业务逻辑——即调用 `innerJoinCluster()` 方法完成初步筛选工作。 - 调用自定义函数 `findMaster()` 来定位可能存在的临时主节点实例。 ```java // Java伪代码展示部分关键环节 if (isElectionRunning()) { return; // 若已有选举活动,则直接返回不做任何处理 } submitToThreadPool(() -> innerJoinCluster()); final MasterNode masterNode = findMaster(); ``` --- ###
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