节点介绍
通过前面的介绍我们知道，zookeeper是一个分布式协作工具。在分布式应用中，很多用于协作的原语常常在很多应用之间共享，因此，设计一个用于协作需求的服务的方法往往是提供原语列表，暴露出每个原语的实例化调用方法，并直接控制这些实例。比如，我们可以说分布式锁机制组成了一个重要的原语，同时暴露出创建（create）、获取（acquire）和释放（release）三个调用方法。
这种设计存在一个重大的缺陷：首先，我们要么预先提出一份详尽的原语列表，要么提供API的扩展，以便引入新的原语，其次，以这种方式实现的服务丧失了灵活性。
因此，在zookeeper中我们另辟蹊径，zookeeper并不直接暴露原语，取而代之，它暴露了由一小部分调用方法组成的类似文件系统的api，以便允许应用实现自己的原语。我们通常使用菜谱（recipes）来表示这些原语的实现。菜谱包括zookeeper操作和维护一个小型的数据节点，这些节点被称为znode，采用类似于文件系统的层级树状结构进行管理。如图描述了一个znode树的结构，根节点包含四个子节点，其中三个子节点拥有下一级节点，叶子节点存储了数据信息。
针对一个znode，没有数据常常表达了重要的信息。比如，在主从模式中，主节点的znode没有数据，表示当前还没有选举出主节点，上图中涉及的一些其它znode节点在主从模式中的配置非常有用：
/workers节点作为父节点，其下每个znode子节点保存了系统中一个可用从节点信息。如上图所示，有一个从节点（foo.com:2181）。
/tasks节点作为父节点，其下每个znode节点保存了所有已经创建并等待从节点执行的任务的信息，主从模式的应用的客户端在/tasks下添加一个znode子节点用来表示一个新任务，并等待任务状态的znode节点。
/assign节点作为父节点其下每个znode子节点保存了分配到某个从节点的一个任务信息，当主节点为某个从节点分配了一个任务，就会在/assign下增加一个子节点。
常用节点API操作
znode节点可能含有数据，也可能没有。如果一个znode节点包含任何数据，那么数据存储为字节数组（byte array）。字节数组的具体格式特定于每个应用的实现，zookeeper并不直接提供解析的支持。我们可以使用如Protocol Buffers、Thrift、Avro或者MessagePack等序列化包来方便的处理保存于znode节点的数据格式，不过有些时候，以UTF-8或ASCII编码的字符串已经够用了。
zookeeper的API暴露了以下方法：
create /path data 创建一个名为 /path 的znode节点，并包含数据data。
delete /path 删除名为/path的znode
exists /path 检查是否存在名为/path的节点
setData /path data 设置名为/path的znode的数据为data
getData /path 返回名为/path节点的数据信息
getChildren /path 返回所有/path节点的所有子节点列表
需要注意的是，zookeeper并不允许局部写入或读取znode节点的数据。当设置一个znode节点的数据或读取时，znode节点的内容会被整个替换或全部读取进来。
zookeeper客户端连接到zookeeper服务，通过API调用来建立会话（session），至于如何在zookeeper的命令控制台输入命令行运行zookeeper指令，后面会介绍。
持久节点和临时节点
当新建znode时，还需要指定该节点的类型（mode），不同的类型决定了znode节点的行为方式。
znode节点可以是持久（persistent）节点，还可以是临时（ephemeral）节点。持久的znode，如/path，只能通过调用delete来进行删除，临时的znode与之相反，当创建该节点的客户端崩溃或者关闭了与zookeeper的连接时，这个节点就会被删除。
持久znode是一种非常有用的znode，可以通过持久类型的znode为应用保存一些数据，即使znode的创建者不再属于应用系统时，数据也可以保存下来而不丢失。例如，在主从模式例子中，需要保存从节点的任务分配情况，即使分配任务的主节点已经崩溃了。
临时znode传达了应用某些方面的信息，仅当创建者的会话有效时，这些信息必须有效保存。例如，在主从模式的例子中，当主节点创建的znode为临时节点时，该节点的存在意味着现在有一个主节点，且主节点状态处于正常运行状态。如果主znode消失后，该znode仍然存在，那么系统将无法监测到主节点的崩溃。这样就可以阻止系统继续进行，因此这个znode需要和主节点一起消失。我们也在从节点中使用临时的znode，如果一个从节点失效，那么会话将会过期，之后 znode /workers 也将自动消失。
一个临时节点，在以下两种情况会被自动删除：
1 当创建该znode的客户端的会话因超时或主动关闭而终止时
2 当某个客户端（不一定是创建者）主动删除该节点时
因为临时的znode在其创建者的会话过期时被删除，所以我们现在不允许临时节点拥有子节点。有一个想法是让子节点也都是临时节点，这个功能也许会出现在未来新发布的版本中。
有序节点
一个znode还可以设置为有序（sequential）节点。一个有序znode节点被分配唯一一个单调递增的整数。当创建有序节点时，一个序号会被追加到路径之后。例如，如果一个客户端创建了一个有序znode节点，其路径为/tasks/task-，那么zookeeper将会分配一个序号，例如1，并将这个数字追加到路径之后，最后改znode节点为/tasks/task-1。有序znode通过提供了创建具有唯一名称的znode的简单方式。同时也通过这种方式可以直观的查看znode的创建顺序。
总结下来，znode一共有四种节点，持久节点，临时节点，持久有序节点，临时有序节点。
监视与通知
zookeeper通常以远程服务的方式被访问，如果每次访问znode时，客户端都需要获得节点中的内容，这样的代价就非常大。因为这样会导致更高的延迟。而且zookeeper需要做更多的操作。如下图中的例子，第二次调用 getChildren /task 返回了相同的空值，其实是没有必要的。
这是一个常见的轮询问题，为了替换客户端的轮询，我们应该选择基于通知（notification）的机制：客户端向zookeeper注册需要接受通知的znode，通过对znode设置监视点（watch）来接收通知，监视点是一个单次触发的操作，就是说监视点会触发一个通知。为了接收多个通知，客户端必须在每次通知后设置一个新的监视点，在下图的情况下，当节点/task发生变化时，客户端会受到一个通知，并从zookeeper读取一个新的值。
当使用通知机制时，还有一些需要知道的事情，因为通知机制是单次触发的操作，所以在客户端接收一个znode变更通知并设置新的监视点时，znode节点也许会发生新的变化（不用担心，这个不会错过）。下面看一个例子看它是如何工作的，假设事件发生顺序为：
1 客户端1设置监视点来监控task数据的变化
2 客户端1连接后，向task添加了一个新任务
3 客户端1 接收通知
4 客户端1设置新的监视点，在设置完成前，第三个客户端3连接后，向task中添加了一个新任务
客户端1最终设置了新的监视点，但是客户端3添加数据的变更并没有触发一个通知。为了观察这个变更，在设置新的监视点前，客户端1实际上需要读取节点task的状态，通过在设置监视点前读取zookeeper的状态，最终客户端1就不会错过任何变更。
通知机制的一个重要保障是，对同一个znode操作，先向客户端传送通知，然后再对该节点进行变更，如果客户端对同一个znode设置了监视点，而该znode发生了两个连续更新，第一次更新后，客户端在观察第二次变化前就接收到了通知，然后读取znode中的数据，我们认为主要特性在于通知机制阻止了客户端所观察的更新顺序。虽然zookeeper状态变化传播给某些客户端时变慢，但是我们保障了客户端以全局的顺序来观察zookeeper的状态。
zookeeper可以定义不同类型的通知，这个依赖于设置监视点对应的通知类型，客户端可以设置多种监视点，如监控znode的数据变化，监控znode子节点的变化，监控znode的创建或删除，为了设置监视点，可以使用任何api中的调用来读取zookeeper的状态，在调用这些api时，传入一个watcher或者使用默认的watcher。
注意，谁来管理我的缓存？如果不让客户端来管理其拥有的zookeeper数据的缓存，我们不得不让zookeeper来管理这些应用程序的缓存，但是，这样会导致zookeeper的设计更加复杂，事实上，如果zookeeper管理缓存失败，可能会导致zookeeper在运行时，停滞在等待客户端确认一个缓存失效的请求上，因为进行所有的写操作前，需要确认所有的缓存数据是否已经失效。
节点版本
每一个znode都有一个版本号，它随着每次数据变化而自增。两个api操作可以有条件的执行：setData和delete。这两个调用以版本号作为传入参数，只有当传入的参数的版本号与服务器上的版本号一致时，调用才会成功。当多个zookeeper客户端对同一个znode进行操作时，版本的使用就会显得尤为重要。例如，假设客户端1对znode的config写入了一些配置信息，如果另一个客户端2同时更新了这个znode，此时客户端1的版本号已经过期，客户端1调用setData一定不会成功。使用版本机制有效的避免了以上情况。这个例子中，客户端1在写入数据时使用的版本无法匹配，使得操作失败，如下图：
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