【中间件】如何设计主分片-优快云博客

有，而且业内已经跑出 4 条完全不同的路线。下面把“主分片"的**设计维度**拆成 3 个问题，再给出对应实现，你一眼就能看出差别。

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① "主"的身份要不要持久化？
② 谁有资格当主？选举规则是什么？
③ 主角色什么时候会飘移？漂移动作由谁触发？

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一、持久化静态主（HDFS 模式）
- 身份落盘：NameNode 把“主节点地址”写进 **fsimage + edits**，集群重启后仍读这份地址。
- 谁可当主：人工配置列表（dfs.namenode.*.rpc-address），只能在这几台里挑。
- 何时漂移：管理员执行 failover 命令或 ZKFC 检测到心跳丢失才换主；**正常工况永不漂移**。
→ 好处：实现简单，没有多副本一致性难题；代价：高可用依赖外部 ZKFC，换主要人工介入或至少秒级停顿。

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二、元数据注册动态主（Kafka / ES / HBase Region 模式）
- 身份落盘：主记录只写在 **ZK 或 KRaft / ES-cluster-state / hbase:meta**，本地磁盘文件里**不带“主”标记**。
- 谁可当主：所有副本都在候选池（ISR / allocation-id / meta 表），按“最新完整”规则投票。
- 何时漂移：任一副本宕机、网络抖动、Leader lease 超时立即重选，**毫秒-秒级自动完成**。
→ 好处：故障自愈，对客户端透明；代价：必须实现一套“副本一致性 + 选举协议”。

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三、Quorum 写选主（ZooKeeper / etcd / Consul）
- 身份落盘：选举结果写进 **自身事务日志**（zxid / raft-index），**多数派提交即持久**。
- 谁可当主：拿到**多数投票**且日志最完整的节点；系统规模通常 2n+1。
- 何时漂移：Leader lease 超时或失去多数 ACK 立即发起新选举，**保证集群总有一个主**（CP 系统）。
→ 好处：强一致性；代价：写操作必须走 Quorum，延迟较高，不适合高吞吐数据面。

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四、无 Leader / 最终一致（Dynamo / Cassandra / Riak）
- 身份落盘：**没有全局主**，每条数据用一致性哈希落到 N 个副本，写时指定“协调者”即可。
- 谁可当主：任何副本都能接受写（**多活**），用向量时钟 / LWW 解决冲突。
- 何时漂移：不需要漂移——客户端可随机挑节点，**“主”只是本次写的协调者**，下次可以换。
→ 好处：高可用、低延迟、水平扩展最好；代价：一致性弱（可调级别），需要冲突合并逻辑。

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五、混合模式（Amazon Aurora、PolarDB-X、TiDB）
- 计算层无状态，**持久化日志**（Redo / Binlog）到共享存储或 Raft Group；
- 日志层用 **Quorum 选主**（类似 etcd），但**数据分片本身不选举**，只是追着同一份日志回放；
- 主挂掉 → 日志层重新选主 → 新计算节点挂载同一块日志继续服务，**“主”身份在日志层而非数据分片层**。
→ 兼顾强一致和高吞吐，是目前云原生数据库的主流做法。

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小结
“主分片”设计空间其实就 3 句话：
1. **持久化静态主** —— 简单、换主慢（HDFS）；
2. **注册动态主** —— 自动漂移、实现复杂（Kafka/ES/HBase）；
3. **干脆不要主** —— 多活合并冲突（Dynamo/Cassandra）；
再往下就是各种混合、分层、日志即主等变种。选哪条路线，取决于你想要**强一致**还是**高吞吐**，以及**能不能接受选举复杂度**。