一、什么是Zookeeper
ZooKeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
它的核心是：文件系统 + 通知机制
二、重要特点
一个领导者(Leader)，多个跟随者(Follower)组成的集群
集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务
全局数据一致性，每个server保存一份相同的副本，client无论链接哪个server，得到的数据都是一致的
更新请求顺序执行，来自同一个client的请求按顺序执行
数据更新原子性，一次数据更新要么成功要么失败
实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据
三、数据结构
ZooKeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似，整体上可看作是一棵树，每个节点称作一个 ZNode。每个 ZNode默认能存储1MB数据，每个 ZNode都可以通过其路径唯一标识。
四、应用场景(※)
分布式锁
服务注册和发现
利用 Znode和 Watcher，可以实现分布式服务的注册和发现。最著名的应用就是阿里的分布式 RPC框架 Dubbo。
共享配置和状态信息
Redis的分布式解决方案 Codis（豌豆荚），就利用了 Zookeeper来存放数据路由表和 codis-proxy 节点的元信息。同时 codis-config 发起的命令都会通过 ZooKeeper 同步到各个存活的 codis-proxy。
五、选举机制(※)
5.1 半数机制（paxos协议）
集群中半数以上机器存活，集群可用，所以Zookeeper适合安装奇数台服务器
5.2 内部选举步骤
在分布式系统中选主最直接或者传统的方法是直接选定集群的一个节点为leader，其它的节点为follower，这样引入的一个问题是如果leader节点挂掉，整个集群就挂掉了。所以我们需要一种自动选主算法，如果leader节点挂掉，则从follower节点中选出一个主节点。
1. 选举阶段 Leader election
最大ZXID也就是节点本地的最新事务编号，包含epoch和计数两部分。epoch是纪元的意思，相当于Raft算法选主时候的term，标识当前leader周期，每次选举一个新的Leader服务器后，会生成一个新的epoch
所有节点处于Looking状态，各自依次发起投票，投票包含自己的服务器ID和最新事务ID（ZXID）。
如果发现别人的 ZXID比自己大，也就是数据比自己新，那么就重新发起投票，投票给目前已知最大的 ZXID所属节点。
每次投票后，服务器都会统计投票数量，判断是否有某个节点得到半数以上的投票。如果存在这样的节点，该节点将会成为准Leader，状态变为 Leading。其他节点的状态变为Following。
2. 发现阶段 Discovery
为了防止某些意外情况，比如因网络原因在上一阶段产生多个 Leader的情况。
Leader集思广益，接收所有 Follower发来各自的最新 epoch值。 Leader从中选出最大的 epoch，基于此值加1，生成新的 epoch分发给各个 Follower。
各个 Follower收到全新的 epoch后，返回 ACK给 Leader，带上各自最大的 ZXID和历史事务日志。 Leader选出最大的 ZXID，并更新自身历史日志。
3. 同步阶段 Synchronization
Leader刚才收集得到的最新历史事务日志，同步给集群中所有的Follower。只有当半数Follower同步成功，这个准Leader才能成为正式的Leader。
六、ZNode 内构
6.1 节点类型
持久persistent：client 和 server 断开连接后，创建的节点不删除
短暂ephemeral：client 和 server 断开连接后，创建的节点自己删除
另外分 有序和无序两种节点。创建有序节点时，会自动将节点名增加序列号，例如
$ create -s /test/no1 "no1"
Created /test/no10000000000
6.1 内部结构
data: ZNode存储的数据信息，每个节点数据最大不超过1MB
ACL(Access Control List): 记录访问权限，哪些人或哪些IP可访问本节点
child: 当前节点的子节点
stat: 各种元数据，比如事务ID、版本号、时间戳、大小等
czxid- 引起这个 znode 创建的 zxid，创建节点的事务的 zxid
ctime - znode 被创建的毫秒数
mzxid - znode 最后更新的 zxid
mtime - znode 最后修改的毫秒数
pZxid-znode 最后更新的子节点 zxid
cversion - znode 子节点变化号，znode 子节点修改次数
dataversion - znode 数据变化号
aclVersion - znode 访问控制列表的变化号
ephemeralOwner- 如果是临时节点，这个是znode拥有者的 session id。如果不是临时节点则是 0。
dataLength- znode 的数据长度
numChildren - znode 子节点数量
七、监听器原理(※)
客户端服务端
Main进程
创建ZK客户端，会创建connet网络连接通信线程，listener监听线程
通过connect线程将注册的监听事件发送给Zookeeper服务端
将监听事件添加到注册监听器列表
监听到有数据或路径变化，将消息发送给listener
listener线程内部调用process方法
常见监听
子节点增减变化（如下示例）
节点数据变化
八、写数据流程
客户端发出写入数据请求给任意Follower。
Follower把写入数据请求转发给Leader。
Leader采用二阶段提交方式，先发送Propose广播给Follower。
Follower接到Propose消息，写入日志成功后，返回ACK消息给Leader。
Leader接到半数以上ACK消息，返回成功给客户端，并且广播Commit请求给Follower
参考
《从Paxos到ZooKeeper》经典
一、zookeeper 基础介绍
二、zookeeper 集群搭建
三、zookeeper 应用实现-配置中心