ZooKeeper 学习笔记（一）

第一章 ZooKeeper的基本概念

一、介绍

在过去，每个应用一般都是在单个机子（单处理器）上运行，现在这一状况已经发生了巨大的变化。在大数据和云计算的世界里，应用程序已经被分成多个独立的模块在不同的服务器上提供服务。

但是这种方式的转变，使得协调这些独立模块的行为比写一个单一程序在单节点上运行要困难的多。这很容易让程序员陷入在协调逻辑的陷阱中，而忽略了本身程序的逻辑性。

ZooKeeper使得应用开发人员主要集中关注他们应用的逻辑，而不是关注独立模块间的协调。它受文件系统API的启发，暴露出一个简单的API接口，允许开发人员实现共同的协作任务。例如选取一个master服务节点来管理组成员和管理元数据。ZooKeeper是一个应用程序库，主要有C和Java两种实现方式。ZooKeeper通过服务节点的组合使得服务可以出现故障和增加吞吐量。

当我们设计一个应用程序(该程序需要用到ZooKeeper)时，最明智的做法是把应用数据从控制数据或协调数据中分离出来。举个例子，一个web邮箱服务的用户，他们关注的是邮箱的邮件内容(谁发送的，主题等)，但是他们不会去关注哪个服务节点正在处理该特定的邮箱服务请求。邮箱的邮件内容是应用数据，而邮件的处理请求和服务节点的映射却不是，他们可以被ZooKeepter管理。

二、ZooKeeper的使命

试图解释ZooKeeper能为我们做什么就好像试图解释螺丝刀能为我们做什么一样。一个非常基本的运用中，我们可以通过螺丝刀开转动和拧拽螺丝钉，但是这样并不能显示出该螺丝刀的强大。它可使得我们能够组装家具和电子设备，并在某些情况下可以把照片挂到墙上去。通过给一些像这样的例子，我们可以感觉出螺丝刀可以为我们做什么，但肯定不是彻底的。

对于ZooKeepter能为我们做什么也是一样的，它能为分布式系统协调任务。协调任务一般涉及到多个进程。这样的一个任务的目的可以是合作或者调节。合作意味着进程需要一起做些事情，使得其他进程得到进展。例如，一个master-worker结构，worker告知master我现在空闲可以工作了，随后master分配任务给worker。争用不同的是：它是指其中两个进程不能同时取得进展的情况下，因此必须等待其他。比如master-worker这个例子，我们只需要一个单一的master，那么多个进程之间就会产生竞争。那么多进程间就需要实现互斥(mutual exclusion)。我们通常可以认为取得主控权的任务是获取一个锁：即获得主动权的进程具有了行使主人(master)的权利。

如果你有多线程编程的经历，你将会意识到这里有许多简单的问题。事实上，运行在同一机子上的进程和扩计算机的进程概念上是没有什么区别的。同步原语在多线程的上下文中有效，并且在分布式系统中它仍然有效。虽然有一些消息传递算法实现了同步原语，它通常更容易依靠提供一些特殊排序熟悉的共享存储，如ZooKeeper。协调不总是像领导人选举和锁的同步原语形式出现。配置元数据通常被用来处理进程间传递。例如，在一个,master-worker系统中，worker需要知道任务已经赋予给他们，并且这些信息必须可用即使master崩溃。

然我们来看些例子,ZooKeeper已经在一些地方得到很好的运用。

Apache Hbase ,Apache Kaka,Apache Solr,Yahoo!Fetching Service、Facebook Messages。

当编程用到Zookeeper时，开发人员设计应用程序作为链接ZooKeeper服务的客户端。并通过ZooKeeper的API调用连接。