一、Zookeeper（分布式服务管理框架）
存储业务服务器节点的元数据及状态信息，并且负责通知zookeeper上注册服务节点状态给客户端
Zookeeper是一个分布式协调服务，专门为分布式应用提供高效可靠的协调、同步、配置管理和故障恢复等功能。它的设计目的是简化分布式系统的管理，保证多个节点之间的数据一致性和协调工作。Zookeeper 提供了类似文件系统的层次化命名空间，用来存储和管理元数据，确保分布式应用的高可用性和强一致性。
1.1 Zookeeper 工作机制
服务端启动时向zookeeper注册信息，zookeeper充当一个管理者，存储和管理服务器节点的元数据和状态信息。客户端通过zookeeper监听服务器列表，有任何服务器节点挂了，zookeeper都会通知客户端。
zookeeper = 文件系统 + 通知机制
1个leader ，N个follower，节点数量 >=3（奇数台）
Zookeeper从设计模式角度来理解：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，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。也就是说 Zookeeper =文件系统 +通知机制
1.2 Zookeeper 数据结构
Zookeeper 的数据结构类似于一个层次化的文件系统：
ZNode：是 Zookeeper 中存储数据的基本单元，每个 ZNode 都可以存储少量的数据，并且可以有子节点，形成树状结构。
持久节点：该类型的 ZNode 会一直存在，直到手动删除。
临时节点：客户端会话断开时，临时节点会自动删除，适用于实现分布式锁等功能。
顺序节点：在创建 ZNode 时，Zookeeper 可以自动为其添加递增的编号，常用于实现分布式队列或顺序任务处理。
ZooKeeper数据模型的结构与Linux文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。
1.3 Zookeeper 应用场景
提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。
统一命名服务
在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。例如：IP不容易记住，而域名容易记住。
统一配置管理
（1）分布式环境下，配置文件同步非常常见。一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Kafka集群。对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上。
（2）配置管理可交由ZooKeeper实现。可将配置信息写入ZooKeeper上的一个Znode。各个客户端服务器监听这个Znode。一旦 Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知各个客户端服务器。
统一集群管理
（1）分布式环境中，实时掌握每个节点的状态是必要的。可根据节点实时状态做出一些调整。
（2）ZooKeeper可以实现实时监控节点状态变化。可将节点信息写入ZooKeeper上的一个ZNode。监听这个ZNode可获取它的实时状态变化。
服务器动态上下线
客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。
软负载均衡
在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。
1.4 Zookeeper 选举机制
1.5.1 第一次选举 ***
Zookeeper 的选举机制确保集群中的所有节点对外表现为一个统一的服务。选举机制分为两个阶段：Leader 选举 和 投票确认。
通过比较myid，myid最大的获取选票。当选票超过半数，确定leader节点，之后再加入的节点无论myid多大，都会做follower加入集群
①、服务器1启动，发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票，不够半数以上（3票），选举无法完成，服务器1状态保持为LOOKING；
②、服务器2启动，再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息：此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的（服务器1）大，更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，没有半数以上结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING
③、服务器3启动，发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果：服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数，服务器3当选Leader。服务器1，2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING；
④、服务器4启动，发起一次选举。此时服务器1，2，3已经不是LOOKING状态，不会更改选票信息。交换选票信息结果：服务器3为3票，服务器4为1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态FOLLOWING；
1.5.2 非第一次选举 ***
1、当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举：
①、服务器初始化启动。
②、服务器运行期间无法和Leader保持连接。
2、而当一台机器进入Leader选举流程时，当前集群也可能会处于以下两种状态：
①、集群中本来就已经存在一个Leader。
对于已经存在Leader的情况，机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器来说，仅仅需要和 Leader机器建立连接，并进行状态同步即可。
②、集群中确实不存在Leader。
假设ZooKeeper由5台服务器组成，SID分别为1、2、3、4、5，ZXID分别为8、8、8、7、7，并且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻，3和5服务器出现故障，因此开始进行Leader选举。
当源leader故障，其他节点会选举新的leader，先比较EPOCH（任期）最大的直接当选leader；如果EPOCH相同，会比较事务ID，最大的当选leader；如果事务ID相同，比较服务器ID（myid），最大的当选leader。
选举Leader规则：
① EPOCH大的直接胜出
② EPOCH相同，事务id大的胜出
③ 事务id相同，服务器id大的胜出
SID：服务器ID（myid）。ZooKeeper集群中的机器唯一标识符 ，每台机器不能重复。
ZXID：事务ID。用来标识一次服务器状态的变更。每次进行一个操作（如数据更新），都会产生一个新的事务 ID。事务 ID 越大，表示这个节点处理的最新事务越多。
Epoch（任期）：每次选举出一个新的 Leader，EPOCH 就会增加。EPOCH 越大，表示这个节点在集群中担任 Leader 的次数越多。EPOCH 用来帮助节点们识别哪个节点是最新的 Leader。
1.6 部署 Zookeeper 集群
1.6.1 部署环境ZK
| 服务名称 | IP地址 | 服务 |
| zk01 | 192.168.190.20 | zookeeper-3.5.7 kafka_2.13-2.7.1 jdk_1.8 |
| zk02 | 192.168.190.30 |
zookeeper-3.5.7 kafka_2.13-2.7.1 jdk_1.8
|
| zk03 | 192.168.190.40 | zookeeper-3.5.7 kafka_2.13-2.7.1 jdk_1.8 |
1.6.2 安装前准备
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
2、安装 JDK
yum install -y java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel
java -version
3、下载安装包
官方下载地址：Index of /dist/zookeeper
cd /opt
wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.5.7/apache-zookeeper-
3.5.7-bin.tar.gz
1.6.3 安装 Zookeeper
（zk01、zk02、zk03都要做）
cd /opt
tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.7-bin.tar.gz
mv apache-zookeeper-3.5.7-bin /usr/local/zookeeper-3.5.7
1、修改配置文件
cd /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
vim zoo.cfg
tickTime=2000 #通信心跳时间，Zookeeper服务器与客户端心跳时间，单位毫秒
initLimit=10 #Leader和Follower初始连接时能容忍的最多心跳数（tickTime的数量）ÿ
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