面试题：HBase在线Snapshot分布式架构中分布式协调的基本原理是什么

Question

请阐述HBase在线Snapshot分布式架构里，分布式协调所基于的主要原理，比如涉及到哪些关键机制来保证各节点间数据一致性和操作的协同。

Answer 1

分布式协调主要原理

1. ZooKeeper 作为核心协调服务：
   • 节点状态监控：HBase 借助 ZooKeeper 监控各 RegionServer 的状态。ZooKeeper 以树形结构维护节点信息，每个 RegionServer 在 ZooKeeper 中创建临时节点。当 RegionServer 发生故障，其对应的临时节点会自动删除，其他节点能及时感知，从而实现集群成员管理，保障操作的协同。
   • 数据一致性保障：ZooKeeper 使用 Zab（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议。该协议确保在 Leader 选举后，Leader 接收客户端写请求并广播给 Follower，Follower 以相同顺序处理请求，保证数据在集群各节点的一致性。例如，在 HBase Snapshot 操作中，对 Snapshot 相关元数据的修改通过 ZooKeeper 保证一致性。
2. Region 分配与负载均衡：
   • Master 与 RegionServer 协同：Master 通过 ZooKeeper 获取 RegionServer 的负载信息。ZooKeeper 保存着 Region 与 RegionServer 的映射关系。当有新 RegionServer 加入或现有 RegionServer 负载过高时，Master 根据 ZooKeeper 中的信息进行 Region 重新分配，确保各 RegionServer 负载均衡，保证数据操作的高效和一致性。例如，在进行 Snapshot 操作时，不同 Region 的 Snapshot 操作能在负载均衡的节点上协同进行。
3. 版本号与锁机制：
   • 版本号一致性：HBase 中每个数据单元都有版本号。在 Snapshot 操作中，通过对版本号的管理保证数据一致性。例如，Snapshot 创建时，记录特定时间点所有数据的版本号，后续读取 Snapshot 数据时，依据版本号获取相应数据，确保各节点读取到一致的数据状态。
   • 锁机制：为保证操作协同，HBase 使用锁机制。ZooKeeper 提供了分布式锁服务，如在进行 Snapshot 操作时，通过获取锁来防止多个节点同时进行影响数据一致性的操作，例如同时修改 Snapshot 相关元数据。只有获取锁的节点能执行关键操作，操作完成后释放锁，其他节点才能继续，从而实现各节点操作的协同。