ZooKeeper学习

1、为什么需要ZooKeeper?

（1）现代应用需要分布式部署

• 单台计算机性能升级无法支撑日益庞大的数据量
• 容错容灾考虑

（2）在分布式应用场景中，开发和运维人员耗费大量时间处理异构系统的协作通信问题

（3）ZooKeeper专门应用分布式系统协作通信，使得开发人员专注业务逻辑

2、Zookeeper架构图

（1）生产环境用ZK集群，一般有奇数个ZK节点组成（选举Leader需要半数以上达成一致），每个ZK节点都存储一份相同数据

（2）ZK集群启动后，选举出一个Leader（使用Paxos协议），其它节点自然成为Follower

（3）数据更新请求由Leader处理，并且Leader会把数据更新广播给所有Follower，只有半数以上Follower更新成功，Leader才会提交更新，此时代表数据更新真正成功（Zab协议）

（4）当Leader发生故障，会触发集群重新选举，某个Follower成为新的Leader，如之前Leader恢复，则自然成为Follower

3、zookeeper基本元素

（1）znode类型

• PERSISTENT--持久化目录节点：允许有子节点，只能通过调用delete来删除
• EPHEMERAL-临时目录节点：不允许有子节点，当创建该节点的客户端崩溃或关闭了zookeeper的连接时，该节点就会被删除
• PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久化顺序编号目录节点：断开连接节点仍在，zk会进行顺序编号
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序编号目录节点：断开连接节点删除，zk会进行顺序编号

（2）znode读写

注意：zookeeper不允许局部写入或读取znode节点中的数据，而只能整个替换或全部读取

（3）监视与通知

    Watcher机制：客户端向zookeeper注册监听某个path，该path子节点有事件（ADD/UPDATE/DELETE..）发生会通知

（4）版本

• 每个znode都有一个版本号，随着每次数据变化而自增
• 使用版本来阻止并行操作的不一致性

4、ZooKeeper应用场景

（1）作为RPC注册中心

（2）分布式锁

什么是分布式锁？

类比进程内的锁：syncronized，reentrantlock

前提很重要，在分布式部署场景下，多个服务（进程）操作同一份资源，需要一把锁保证资源操作正确性，例如用户填写表单，理论上只能有一个服务提供者能够写入

>>>使用zookeeper实现

• 创建一个持久化节点/lock，代表一个分布式锁
• 需要获取锁的客户端在/lock下创建临时顺序节点
• 比较/lock下所有子节点大小，最小则获得锁，使用完则删除当前节点
• 如果某个客户端没有获取到锁，则监听前一个顺序节点，如果收到前一个顺序节点删除事件，则重新比较节点大小，最小则获得锁
• 如何防止死锁？当持有锁的客户端挂掉，虽然没有手工删除节点，由于ZK心跳机制，也会自动删除有问题的客户端

>>>使用redis实现

• 为什么可以使用redis？Redis为单进程单线程模式，采用队列模式将并发访问变成串行访问，且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系
• 如何防止死锁？（创建锁客户端崩溃？）创建锁时设置过期时间
• 使用命令：setNx（SET if Not eXists）

>>>>二者使用场景区别

高性能，高并发：使用Redis，因为zk每次创建/删除节点不能保证响应时间