ZooKeeper基本介绍

一、入门

1.1 概述

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调的Apache项目。可用于服务发现，分布式锁，分布式领导选举，配置管理等。

Zookeeper从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。

简单说

Zookeeper ＝ 文件系统 + 监控与通知机制

它是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统，

用于分布式中一致性处理的框架。

1.2 角色

Zookeeper集群是一个基于主从复制的高可用集群，每个服务器承担如下三种角色中的一种

• Leader 一个Zookeeper集群同一时间只会有一个实际工作的Leader，它会发起并维护与各Follwer及Observer间的心跳。所有的写操作必须要通过Leader完成再由Leader将写操作广播给其它服务器。
• Follower 一个Zookeeper集群可能同时存在多个Follower，它会响应Leader的心跳。Follower可直接处理并返回客户端的读请求，同时会将写请求转发给Leader处理，并且负责在Leader处理写请求时对请求进行投票。
• Observer 角色与Follower类似，但是无投票权。

1.2 特点

1)  一个领导者(Leader)，多个跟随者(Follower)组成的集群。

2)  集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。

3)  全局数据一致：每个Server保存一份相同的数据副本，Client无论连接到哪个Server，数据都是一致的。

4)  更新请求顺序进行，来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行。

5)  数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。

6)  实时性， 在一定时间范围内，Client能读到最新数据。

1.3 数据结构

Zookeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

1.4 应用场景

提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。

统一命名服务：

在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。例如：IP不容易记，而域名容易记。

统一配置管理：

1）在分布式环境下，配置文件同步非常常见。

(1)  一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Kafka集群。

(2)  对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上。

2）配置管理可交由Zookeeper实现。

(1)  可将配置信息写入Zookeeper上的一个Znode。

(2)  各个客户端服务器监听这个Znode。

(3)  一旦Znode中的数据被修改，Zookeeper将通知各个客户端服务器。

统一集群管理：

1）分布式环境中，实时掌握每个节点的状态是必要的。

(1)  可根据节点实时状态做出一些调整。

2）Zookeeper可以实现实时监控节点状态变化

(1)  可将节点信息写入Zookeeper上的一个ZNode.

(2)  监听这个ZNode可获取它的实时状态变化。

服务器动态上下线：

客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。

软负载均衡：

在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。

二、安装

Zookeeper下载：https://zookeeper.apache.org/releases

三、Zookeeper内部原理

3.1 选举机制

1）半数机制：集群中半数以上机器存活，集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

2）Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。但是，Zookeeper工作时，是有一个节点为Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。

3.2 节点类型

持久(Persistent)：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点不删除。

短暂(Ephemeral)：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自己删除。(不能创建子节点)

3.3 Stat结构体

3.4  监听器原理(Zookeeper监听器原理和写数据流程)

1）

2）常见的监听

(1)  监听节点的数据变化

get path [watch]

(2)  监听子节点增减的变化

ls path  [watch]

3.5  写数据流程

四、api

参考与推荐：

1.、http://www.jasongj.com/zookeeper/fastleaderelection/

2、https://www.codercto.com/a/82004.html