zookeeper学习点

该博文以四个问题为切入点分析zookeeper的相关内容，作为自己学习zookeeper的初步认知。

1. zookeeper是什么？
   zookeeper是管理分布式集群的重要开源工具！它的特点是管理、开源。所以它是集群的管理者，相当于有一个仓储管理员管理着各个仓库。zookeeper是管理者，有时候一个管理者也会忙不过来或者调休的时候，则需要多个管理者，因此zookeeper可以以集群方式工作，所以zookeeper可以是单机版，也可以是集群版。这样说来在一个分布式集群中，我们拥有管理集群加上工作集群。工作集群的每个节点对zookeeper而言就是一个客户端。

2. zookeeper可以干什么？
   zookeeper作为管理者可以有不同的功能，比如对hadoop而言，我们需要保证集群中一定有且只有一个namenode，对于hbase则保证只有一个HMaster，而对于kafka来说则需要保证对每一个topic下面的partition都有一个leader去控制该partition的所有处理过程并且在该leader失效时候完成新的leader选举。

   综上所言，zookeeper完成的是集群的配置管理工作，确保集群的特性！可以得出zookeeper实现了一个分布式锁。当指定了集群的管理者后，对数据的处理只能有该管理者操作，确保了多机器数据操作的正确性。

3. zookeeper为什么可以做到？

       zookeeper集群存在两种角色leader与learner，learner角色分为observer与follower。无论任何机器的数据有变更，都会将信息同步到其它机器。
         作为leader职责有负责投票的发起与决议，更新系统状态
         作为observer职责有接收客户端请求，将写请求转发给leader，只同步leader的状态不参与投票，目的是提高读取速度。
         作为follower职责有接收客户端请求并返回结果，参与选举投票.

   每一个zookeeper都可以作为服务端为客户端提供服务，所有的写请求都会转发给leader，由leader指定follower完成数据写请求。由于每台zookeeper机器都有所有信息的副本，因此读请求可以直接在该zookeeper上进行。

         作为写请求，zookeeper会将写同步到所有节点，zookeeper采用一个自定义的信息原子操作协议，保证zookeeper本地的副本不会出现不一致现象。当leader接收到一个写请求，它会计算写之后的状态，封装成一个事务进行。

4. zookeeper怎样做到？
   zookeeper拥有层次的命名空间，和linux文件系统类似，但是zookeeper的znode兼具文件和目录的特点，既可以存储数据又可以索引下级节点。我们看一看kafka使用的zookeeper节点信息。
   

   
   图中每个节点是一个znode，每个znode又三部分组成：
   stat： znode的版本，权限等信息
   data： znode的关联数据
   children： znode的子节点

      znode是客户端访问znode的主要实体。客户端可以通过各种操作来控制znode信息。首先我们可以在节点上设置watch，当节点发生变化时候，会触发watch所对应的操作，zookeeper会向客户端发送且只发送一条消息（watch只能被触发一次）；其次znode的节点操作都是原子性的，读取会读所有信息，写会替换节点的所有数据，节点也会有自己的ACL去规定用户的访问权限；最后znode存在两种节点，临时节点与永久节点，对于kafka而言，每台kafka作为zookeeper的客户端，信息注册在znode中作为一类临时节点，临时节点与客户端有关联，生命周期依赖创建它们的会话，一旦会话结束，临时节点会自动删除。这也就解释了zookeeper为什么能够感知节点下线。

综上所言可以得知，zookeeper管理的命名空间可以完成分布式集群的控制管理。其最大的特点在于进行leader选取和配置控制，原子性的操作可以保证写一致性，多集群又可以保证高效的读。