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详解租约机制以及在hbase中的应用

为什么需要Lease

分布式系统中为什么需要租约机制，这是因为在分布式系统，为了保证服务的高可用，需要在服务发生故障的时候及时启动另外一个服务实例以替换故障服务。这样就需要在服务端和客户端或者服务端和控制中心维持一个心跳信息，用于服务进程向控制中心汇报当前自己的健康情况，如果控制中心在一段时间收不到服务进程上报的心跳，则会启动新的进程继续对外提供服务。

但是，由于实际网络情况的复杂性，控制中心无法收到心跳时不能准确地判断究竟是服务故障了还是服务进程和控制中心之间的网络发生了故障。这种情况下控制中心冒然地启用新进程有可能会造成“双主”这种情况出现。

为避免上述情况的发生引入了租约机制，此时服务节点持续向控制中心申请短时间租约，控制中心在已派发的租约过期之前，不会启用新服务节点，而服务节点租约过期时若还无法从控制中心申请到新租约，自己中断客户链接。

此外，租约机制还可用于客户端和服务端之间的解藕，避免客户端进程失去响应时，其占用的服务端资源长期得不到释放进而影响到服务端的稳定。

Lease的实现

在实际系统中，如果依赖一个中心结点向外发布lease存在很大的风险，那就是如果该中心结点发生宕机或者网络故障，那么服务节点由于接收不到新的租约那么会导致整个服务集群进入不可用状态。因此，在实际使用中，对外提供lease服务的往往是由多个进程实例组成的另外一套集群，该集群具有高可用性，可以对外提供lease服务，比如zookeeper集群。

HRegionServer的租约Lease管理

租约线程的初始化

在HRegionServer的run主循环里会调用preRegistrationInitialization预先初始化一些线程，包括初始化集群连接信息setupClusterConnection()、healthCheckChore、pauseMonitor、initializeZookeeper以及initializeThreads()。

其中在initializeThreads()中会初始化各类线程，这些线程包括了这台regionServer的lease线程：

this.compactionChecker = new CompactionChecker(this, this.threadWakeFrequency, this); //检查合并请求 
this.periodicFlusher = new PeriodicMemstoreFlusher(this.threadWakeFrequency, this);  //周期性地检查memstore的flush请求 
this.leases = new Leases(this.threadWakeFrequency);