ZooKeeper基本概念

Apache Zookeeper是由Apache Hadoop的子项目发展而来的，在2010年11月正式成为了Apache的顶级项目。ZK为分布式应用提供了高效可靠的分布式协调服务，如：统一命名、配置管理、分布式锁、发布/订阅、负载均衡等。它采用的是一种名为ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）的一致性协议。

ZK分布式一致性

• 顺序一致性：从同一个客户端发起的请求，最终会严格地按照其发起顺序被应用到ZK中去。
• 原子性：所有事务的处理结果在整个集群中所有机器上的应用情况是一致的。换句话说，要么整个集群都成功执行了一个事务，要么就全部都没执行。
• 单一视图：无论客户端连接的是哪一个ZK服务器，它看到的服务端模型都是一致的。
• 可靠性：一旦服务端成功的应用了一个事务，并且完成了对客户端的响应，那么它对服务端的变更是持久性的，直到下一个事务的执行。
• 实时性：这里需要注意的是，ZK仅仅保证在一定的时间段内，客户端最终一定能够从服务器上读取到最新的数据状态。

ZK的设计目标

简单的数据模型

ZK的数据模型是由一系列的ZNode（数据节点）组成的，可以类比为一个文件系统。不过与传统文件系统不同的是，ZK将全量数据存储在内存中，从而实现高吞吐、低延迟的目的。

可以构建集群

一个ZK集群由一组机器组成，一般由3~5台机器就可以组成一个可用的集群了。（建议奇数台机器）

顺序访问

对于客户端的每一个请求，ZK都会分配一个全局唯一的递增编号，这个编号反映了所有事务执行的先后顺序。

高性能

ZK将全量数据存储在内存中，并直接服务于客户端的所有非实物请求，因此它非常适合读多的场景。

基本概念

集群角色

ZK并没有沿用传统的Master/Slaver概念，其引入了Leader、Follower和Observer三种角色。

• Leader：为客户端提供写和读服务（参与选举）
• Follower：只提供读服务（参与选举）
• Observer：只提供读服务（不参与选举）

会话

会话是指客户端和服务器之间的一条TCP长连接。ZK对外服务的端口默认是2181，客户端启动的时候，就会与服务端建立一条TCP长连接。两端可以通过心跳监测保持会话，还可以通过该长连接接收来自服务器的Watcher事件通知。

数据节点（ZNode）

ZK的数据节点分为两类：持久节点和临时节点。持久节点创建后不会因Session断开/失效而删除，而临时节点会随着会话的消失而删除。还可以为节点添加SEQUENTIAL属性，会在节点名称上面添加整型序列，序列由父节点维护。

版本

ZK会为每个ZNode维护一个叫做Stat的数据结构。其中记录了：version（当前ZNode的版本）、cversion（当前ZNode子节点的版本）和aversion（当前ZNode的ACL版本）。

Watcher

Watcher（事件监听器）：是ZK的一个很重要的特性。ZK允许用户在指定ZNode上面注册一些Watcher，当事件触发后，Server会将客户端感兴趣的事件通知给Client。

ACL

ZK采用ACL（Access Control Lists）策略来进行权限控制，类似于UNIX的权限控制。定义了如下5种权限：

• CREATE：创建子节点的权限。
• READ：获取节点数据和子节点列表的权限。
• WRITE：更新节点数据的权限。
• DELETE：删除子节点的权限。
• ADMIN：设置节点ACL权限。

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参考：《从Paxos到ZooKeeper》
链接：http://moguhu.com/article/detail?articleId=60