对于Zookeeper的理解

Zookeeper是Google 的Chubby一个开源的实现，是Hadoop 的分布式协调服务。它包含一个简单的原语集，分布式应用程序可以基于它实现同步服务，配置维护和命名服务等。Zookeeper包括一个Leader和多个follower。

为什么使用Zookeeper？

»大部分分布式应用需要一个主控、协调器或控制器来管理物理分布的子进程（如资源、任务分配等）。

»目前，大部分应用需要开发私有的协调程序，缺乏一个通用的机制。

»协调程序的反复编写浪费，且难以形成通用、伸缩性好的协调器。

»ZooKeeper：提供通用的分布式锁服务，用以协调分布式应用。

Zookeeper的特性：

»Zookeeper是简单的

»Zookeeper是富有表现力的

»Zookeeper具有高可用性

»Zookeeper采用松耦合交互方式

»Zookeeper是一个资源库

Zookeeper的单机模式：

只运行在一台服务器上，适合测试环境；Zookeeper的启动脚本在 bin 目录下；在启动脚本之前，还有几个基本的配置项需要配置一下，tickTime：这个时间是作为Zookeeper服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳；dataDir：顾名思义就是Zookeeper保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper将写数据的日志文件也保存在这个目录里；clientPort：这个端口就是客户端连接Zookeeper服务器的端口，Zookeeper会监听这个端口，接受客户端的访问请求。当这些配置项配置好后，就可以启动Zookeeper了，启动后使用命令echoruok | nc localhost 2181检查Zookeeper是否已经在服务。

Zookeeper不仅可以单机提供服务，同时也支持多机组成集群来提供服务 , 实际上Zookeeper还支持另外一种伪集群的方式，也就是可以在一台物理机上运行多个Zookeeper实例；nitLimit：这个配置项是用来配置Zookeeper接受客户端（这里所说的客户端不是用户连接Zookeeper服务器的客户端，而是Zookeeper服务器集群中连接到Leader的Follower服务器）初始化连接时最长能忍受多少个心跳时间间隔数。当已经超过10个心跳的时间（也就是 tickTime）长度后Zookeeper 服务器还没有收到客户端的返回信息，那么表明这个客户端连接失败。总的时间长度就是5*2000=10秒；syncLimit：这个配置项标识Leader与Follower之间发送消息，请求和应答时间长度，最长不能超过多少个tickTime的时间长度，总的时间长度就是2*2000=4秒；server.A=B：C：D：其中A 是一个数字，表示这个是第几号服务器；B是这个服务器的 ip地址；C 表示的是这个服务器与集群中的 Leader服务器交换信息的端口；D表示的是万一集群中的 Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。如果是伪集群的配置方式，由于B都是一样，所以不同的 Zookeeper实例通信端口号不能一样，所以要给它们分配不同的端口号。除了修改zoo.cfg配置文件，集群模式下还要配置一个文件myid，这个文件在dataDir目录下，这个文件里面就有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时会读取这个文件，拿到里面的数据与 zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是那个server。分别在3台机器上启动ZooKeeper的Server：shbin/zkServer.sh start；运行于一个集群上，适合生产环境，这个计算机集群被称为一个“集合体”（ensemble）。Zookeeper通过复制来实现高可用性，只要集合体中半数以上的机器处于可用状态，它就能够保证服务继续。为什么一定要超过半数呢？这跟Zookeeper的复制策略有关：zookeeper确保对znode树的每一个修改都会被复制到集合体中超过半数的机器上。

Zookeeper的数据模型

»层次化的目录结构，命名符合常规文件系统规范

»每个节点在zookeeper中叫做znode,并且其有一个唯一的路径标识

»节点Znode可以包含数据和子节点，但是EPHEMERAL类型的节点不能有子节点

»Znode中的数据可以有多个版本，比如某一个路径下存有多个数据版本，那么查询这个路径下的数据就需要带上版本

»客户端应用可以在节点上设置监视器

»节点不支持部分读写，而是一次性完整读写

-znode可以被监控，包括这个目录节点中存储的数据的修改，子节点目录的变化等，一旦变化可以通知设置监控的客户端，这个功能是zookeeper对于应用最重要的特性，通过这个特性可以实现的功能包括配置的集中管理，集群管理，分布式锁等等。

Zookeeper的节点

»Znode有两种类型，短暂的（ephemeral）和持久的（persistent）

»Znode的类型在创建时确定并且之后不能再修改

»短暂znode的客户端会话结束时，zookeeper会将该短暂znode删除，短暂znode不可以有子节点

»持久znode不依赖于客户端会话，只有当客户端明确要删除该持久znode时才会被删除

»Znode有四种形式的目录节点，PERSISTENT、PERSISTENT_SEQUENTIAL、EPHEMERAL、EPHEMERAL_SEQUENTIAL

-znode可以是临时节点，一旦创建这个znode的客户端与服务器失去联系，这个znode也将自动删除，Zookeeper的客户端和服务器通信采用长连接方式，每个客户端和服务器通过心跳来保持连接，这个连接状态称为 session，如果 znode 是临时节点，这个 session失效，znode也就删除了；持久化目录节点，这个目录节点存储的数据不会丢失；顺序自动编号的目录节点，这种目录节点会根据当前已近存在的节点数自动加1，然后返回给客户端已经成功创建的目录节点名；临时目录节点，一旦创建这个节点的客户端与服务器端口也就是session超时，这种节点会被自动删除；临时自动编号节点

Zookeeper的角色

»领导者（leader），负责进行投票的发起和决议，更新系统状态

»学习者（learner），包括跟随者（follower）和观察者（observer），follower用于接受客户端请求并想客户端返回结果，在选主过程中参与投票

»Observer可以接受客户端连接，将写请求转发给leader，但observer不参加投票过程，只同步leader的状态，observer的目的是为了扩展系统，提高读取速度

»客户端（client），请求发起方