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1. ZooKeeper概述
hadoop的一个子项目，是对Google分布式同步系统 chubby 的开源实现。
针对大型分布式系统的可靠协调系统。包括 配置维护，名字服务，分布式同步，组服务 等在内的功能。
目标： 封装复杂，易出错的关键服务，将简单的易用的接口和性能高效，稳定的协同工作系统提供给用户。
2. ZK的设计目标
- 最终一致性
- 可靠性
- 实时性
- 等待无关
- 原子性 ： 更新只能是成功或失败
- 顺序性
3. ZK数据模型
ZK实际上是一个小型的分布式文件系统，其维护一个层次化的树结构。树节点znode，用于存储数据(小数据文件，不能超过1M)。
ZK对数据的访问是原子性的，客户端每次读取都获取znode的全部数据，同样，ZK只提供覆盖和删除操作，不支持部分更新。
客户端通过文件路径访问znode（路径名师unicode字符串）。
属性：
- 3.1 层次化目录结构
- 3.2 Ephemeral (短暂的)
- 3.3 Sequence (序列)
- 3.4 Watch (监控器)
4. ZK工作原理
从编程的角度，ZK设计类似于windows下的注册表，有名称，树结构，键值对的关系，看做一个树形结构的数据库，分布不同的机器做名称管理。
ZK分为客户端和服务端。客户端值连接到整个ZK服务的某个服务器上。客户端使用并维护一个TCP连接，通过这个连接发送请求，接受响应，获取观察的时间以及发送心跳。
图：Zookeeper 系统模型图
工作模式： 启动集群后，多个zk server在工作前会选出一个Leader，在接下去的工作中，这个leader死了，剩下的服务器会知道这个leader死掉了，活着的ZK server会继续选出一个Leader，选举出Leader的目的是为了保证数据的一致性。
Watch ： 客户端在每个znode节点上设置一个watch。如果znode节点有变更，watch就会被触发，watch所属的客户端就会接收通知。如果客户端和 所连接的ZK服务器断开连接时，其他客户端也会收到一个通知，也就是说一个ZK服务端可以对应多个客户端。
5. ZK实现机制
- 5.1 单机模式 一台zk服务器，适合测试用，不保证高可靠和靠性能
- 5.2 复制模式 ZK只需确保znode树的每次修改都被复制到机器的大部分机器上，这样就可以在部分机器故障时快速恢复ZK服务。
a. 选举Leader: 一个Leader，其余都是Follower
b. 原子性广播:
所有的写请求都先被转发到Leader上，Leader将更新操作广播到Follower。当大多数成员持久化存储这个更新后，Leader提交更新，并 回复客户端写操作成功。 Leader失效，会选一个新leader。以前的leader恢复，将变成一个Follower。这个选举过程非常快，不会影响性能。集群所有的机器正 在更新内存数据到znode树前，都会在本地硬盘保存一个备份。读请求可被任何一个机器响应，读过程实际上对内存的查找过程是非常方便，快速的。
6. ZK的特性
- 6.1 Paxos算法 ,ZK的灵魂
- 6.2 会话
客户端连接到ZK服务器时，建立一个会话(Session). 会话有一个有效时间，在这个时间范围内没有收到任何请求，会话则过期。过期的会话无法重新打开，所创建的短暂性的节点也被删除。真实的系统环境，可以靠 ping请求保持会话的有效性。
- 6.3 版本号：乐观加锁的机制，使客户端能够检测出对节点的修改冲突。
- 6.4 监控 ：节点发送变化，watch机制可以让客户端得到通知。
要实现watch机制必须实现 org.apache.zookeeper.Watcher的接口。如下：
public void process(WatchedEvent event)
{
try
{
Stat stat = zooKeeper.exists(nodePath,false);
if(stat != null)
{
zooKeeper.delete(nodePath,-1);
}
}
catch(KeeperException e)
{
e.printStackTrace();
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
- process()方法是 org.apache.zookeeper.Watcher 定义的方法，当监控条件满足时，此方法被自动调用。上面的exists方法获取节点是否存在，存在则删除它。
~~~EOF~~~~
来源： 互联网
