关于zookeeper的一些想法

zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的apache项目。

zookeeper从设计模式的角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据（每台机器都关心的），然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生了变化，zookeeper就将通知再zookeeper上注册了的那些观察者做出相应的反应，从而实现集群中累死master/salve管理模式。

zookeeper存储的数据不大。

 

zookeeper的应用场景：

  提供的服务包括：分布式消息同步和协调机制、服务器节点动态上下线、统一配置管理、负载均衡、集群管理等。

 

 

什么是分布式？

   简单的说，一个软件不在一台机器上全功能的运行，这个软件分布到很多机器上，每个机器上有一个角色，不同的机器有不同的     角色，这些角色互相协作起来，才能完成软件系统的功能。

什么是协调服务？

分布式系统必须有master节点，其他节点可以是slave，如果master宕机了，此时分布式系统不能对外提供服务了。解决方案是从剩下的slave中选出一个节点当作master，详细的讲，zookeeper提供了监听的服务，假如master向zookeeper集群中写了一条目录数据/server/master/server01，salve就监听master这个节点的数据，一旦master发生宕机，zookeeper将修改数据/server/maseter，此事发生了一个修改数据的事件，这个事件就会被通知到各个salve，然后从salve中选举出master。

 

分布式的协调场景（zookeeper可以用在哪些地方）

  1.主节点的主备切换

     举个栗子，有两台机器上部署了相同的软件，一台机器server01的状态是active，另一台机器server02的状态是standby，此时active的机器向zookeeper中写入一条目录数据/active/server01，standby注册了监听，客户端通过zookeeper得知目前处于活跃状态的机器是server01，然后请求server01。如果server01发生宕机，zookeeper会修改目录数据/active/server01为/active，此时发生了一个变更事件，zookeeper将这个事件发送给server02,server02收到原/active的通知，修改自己的状态为active，然后想zookeeper中更改目录数据/active/server02

  2.主节点的选举

     同样举个栗子，有一台master节点server01，两台slave节点server02、server03，server01向zookeeper中注册并写入数据/active/server01、/servers/server02，server02想zookeeper注册并写入数据/servers/server02，server03向zookeeper注入并写入数据/servers/server03，所有机器都监听zookeeper中的/active/server01，每台机器都存在一个逻辑，当主节点宕机时，所有节点都选择主机id最大的那台机器为master。如果server01出现宕机，zookeeper会将/active/server01修改为/active，同时将/servers目录中的server01删除，并将server01挂掉的事件通知给slave，每台机器都会扫描/servers目录，此时能扫描到活着的节点，每台机器选举主机id最大的机器为master。

  3.分布式共享锁

     还是举个栗子，分布式系统中有三台不同功能的机器要访问阿里的服务，由于阿里的资源有限，每次只能有一台机器去访问，在这种情况下，使用分布式共享锁来解决。zookeeper有一个功能是sequential znode，对写入的数据拼接自增的序号。每台机器向zookeeper的/locks中写入数据lock，第一个写入的数据的是lock0000001，第二个写入的数据的是lock0000002，第三个写入的数据的是lock0000003，每个写入的数据并返回到相应的机器中保存。当三台机器需要访问服务时，每台机器去访问/locks目录下的数据，对比目录下的数据，自己的数据是否是最小的，如果是最小的，则可以去访问服务，如果不是最小的，则只能等待。当服务访问完成后，删除原来的数据lock000001，通过序号自增的功能，写入新的数据lock0000004。

  4.统一配置管理

    把配置文件放在zookeeper，修改的配置文件可以通知到各个节点，各个节点可以获取zookeeper中的配置文件

  5.统一名称服务

     dubbo

 

虽然说zookeeper可以提供各种服务，但是zookeeper在底层其实只提供了两个功能

• 管理（存储、读取）用户程序提交的数据
• 并为用户程序提供数据节点的监听服务

 

zookeeper的特性：

1. zookeeper：一个leader，多个follower组成的集群
2. 全局一致性：每个server保存一份相同的数据副本，无论连接到哪个server，数据都是要一致的。
3. 分布式读写，更新请求，转发，由leader来实施。
4. 更新请求顺序执行，来自一个client的更新请求按其发送顺序依次执行。
5. 数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败
6. 实时性（涉及到paxos算法），在一定的时间范围内，client能读到最新数据

 

zookeeper的数据结构

1. 层次化的目录结构，命名符合常规文件系统规范（如下图）
2. 每个节点在zookeeper中叫做znode，并且其有一个唯一的路径标识
3. 节点znode可以包含数据（只能存储很小的数据<1M，最好1k字节以后）和子节点（但是ephemeral类型的节点不能有子节点）
4. 客户端应用可以在节点上设置监视器（监听器监听成功后，就失效了，如果想再监听，需要再在听的响应里再设置监听）

 

节点的类型

1、znode有两种类型

短暂（ephemeral）（客户端断开连接，节点自己删除）

持久（persistent）（客户端断开连接，不删除）

2.znode有四种形成的目录节点（默认是persistent）

PERSISTENT

PERSISTENT_SEQUENTIAL（持久序列，数据后会加上自增的序号）

EPHEMERAL

EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时序列，数据后会加上自增的序号）