zookeeper原理学习

zookeeper:

1、 定义：
zookeeper是一个分布式、开源的分布式应用程序协调服务。

2、 zookeeper的信息记录方式：
1). zk采用树形结构目录结构记录信息。树的深度没有限制(但实际中，不可能建立很深的树结构)，每一个节点称为node

2). 每个znode都有一个名称，为了避免出现字符集编码问题，不要使用中文作为znode的名称，另外，同一个znode下的子级znode名称不允许重复

3). 一个znode允许存储最多1MB大小的数据信息

4). znode根据创建性质的不一样，可分为四种行为类型不一样的znode。它们是PERSISTENT、PERSISTENT_SEQUENTIAL、EPHEMARAL、EPHEMARAL_SEQUENTIAL

5). PERSISTENT：持久化节点，创建这个节点的客户端在与zk服务的连接断开后，这个节点也不会被删除(除非使用api强制删除)

6). PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久化顺序编号节点，当客户端请求创建这个节点A后，zk会根据parent-znode的zxid的状态，为这个A节点编写一个全目录唯一的编号(这个编号只会一直增长)。当客户端与zk服务的连接断开后，这个节点也不会被删除

7). EPHEMARAL：临时目录节点，创建这个节点的客户端在与zk服务的连接断开后，这个节点会被删除

8). EPHEMARAL_SEQUENTIAL：临时顺序编号目录节点，当客户端请求创建这个节点A后，zk会根据parent-znode的zxid的状态，为这个A节点编写一个全目录唯一的编号(这个编号只会一直增长)。当客户端与zk服务的连接断开后，这个节点也不会被删除

临时目录的作用： 当目录对应的机器断开后，目录页自动删除，类似于监控功能

3、 定义2
zk提供了一些简单的操作，使得分布式应用可以基于这些接口实现诸如同步、配置维护和集群或命名服务，它使用了一个和文件树结构相似的数据模型。可以使用java或c来进行编程接入

4、 zk数据模型
zk拥有一个层次的命名空间，这个和标准的文件系统非常相似，都采用树形层次结构，zk树中的每个节点被称为一个znode，不同之处如下：
a. 引用方式：znode通过路径引用，如同unix中的文件路径。路径必须是绝对的，因此由斜杠字符来开头。除此以外，他们必须是唯一的，也就是说每一个路径只有一个表示，因此这个路径不能改变。路径是由unicode字符串组成。
b. znode结构：zk中的znode兼具文件和目录两种特点。zk虽然可以关联一些数据，但并没有被设计为常规的数据库或大数据存储，它是用来管理调度数据，数据都很小，通常以KB为大小单位。每个znode的数据大小至多1M
c. 数据访问：zk中的每个节点存储的数据要被原子性操作，即读操作将获取与节点相关的所有数据；写操作也将替换掉节点的所有数据。另外，每个节点都拥有自己的ACL(访问控制列表)
d. 节点类型：Persistent node(永久节点)、Ephemeral node(临时节点)、Sequence node(顺序节点)
e. 监控：客户端可以在节点上设置watch，称为监视器。当节点状态发生改变时(znode的增、删、改)，将会触发watch所对应的操作。当watch被触发时，zk将会向客户端发送且仅发送一条通知，因为watch只能被触发一次，这样可以减少网路流量。

5、 zk访问控制
传统的文件系统中，acl分为两个维度：一个是属组，一个是权限，子目录、文件默认继承父目录的acl。而zk中，node的acl是没有继承关系的，是独立控制的。zk的acl，可以从三个维度来理解： schema(方案)、user、permission，通常表示为schema-user-permission
a. schema: 对应于采用哪种方案来进行权限管理.zk实现了一个pluggable(可插入)的acl方案，可以通过扩展schema来扩展acl的机制
b. user： 与schema是紧密相关的
c. permission：zk目前支持下面的一些权限： create、read、write、delete、admin

6、 zk应用场景
1). 数据发布与订阅(配置中心): 发布与订阅模型，即所谓的配置中心。发布者将数据发布到zk节点上，供订阅者动态获取数据，实现配置信息的集中式管理和动态更新
2). 分布式锁服务： 这个主要得益于zk为我们保证了数据的强一致性。锁服务可以分为两类： 一个是保持独占，一个是控制时序
3).分布式队列： 队列方面，简单地讲有两种： 一种是常见的FIFO队列，另一种是等到队列成员聚齐之后的才统一按序执行。对于第一种队列，和分布式锁服务中的控制时序场景基本原理一致。第二种队列其实是在FIFO队列的基础上作了一个增强。通常可以在/queue这个znode下预先建立一个/queue/num节点，并赋值为n(或者直接给/queue节点)，表示队列大小，之后每次队列有成员加入，就判断下是否已经达到队列大小，决定是否可以开始执行了。这种用法的场景是，分布式环境中，一个大任务taskA，需要在很多子任务完成(或条件就绪)情况下才能进行。这个时候，凡是其中一个子任务完成(就绪)，那么就去/tasklist下建立自己的临时时序节点，当/tasklist发现自己下面的子节点满足指定个数，就可以进行下一步按序进行处理了