ZooKeeper数据模型

ZooKeeper的整体结构使用层级的命名空间，很像一个文件系统，树上的节点称为znode，znode的路径是它的唯一标识，znode存储应用的数据，客户端通过接口获取和更新znode的数据，也可以监听znode的变化。根据应用场景的不同，存在多种不同类型的znode，包括临时节点、序列节点和容器节点。ZooKeeper不使用服务端时间来保序，提供了多种保序的方式。

znode

每个Znode都维护了一个表示节点状态的数据结构，包括版本号和时间戳，每次znode的数据改变，都会导致版本号增加。版本号用于控制节点的状态更新，每次ZooKeeper的客户端获取数据时，都会得到数据的版本号，当客户端试图更新或删除数据时，它必须提供数据的版本号，如果它提供的版本号和当前的版本号匹配，则操作成功，否则操作失败。
znode的基本属性如下：

zxid

见”Zxid“。

• czxid：该znode被创建时改变的zxid；
• mzxid：该znode最后被修改时改变的zxid；
• pzxid：该znode最后被修改的孩子节点改变的zxid；

时间

见”服务端时间“。
- ctime：该znode被创建时的毫秒值；
- mtime：该znode最后被修改时的毫秒值；

版本

见”版本号“。
- version：该znode的数据的改变次数；
- cversion：该znode的孩子改变的次数；
- aversion：该znode的ACL改变的次数；

节点类型

见”临时节点“。
- ephemeralOwner：如果该znode为一个临时节点，该值为znode的拥有者的session id；如果不是一个临时节点，值为零；

其它

• dataLength：该znode的数据的长度；
• numChildren：该znode的孩子的个数。

监听（watches）

ZooKeeper的客户端能够监听zonde的变化，当znode变化时，ZooKeeper会发送通知消息到客户端。请参考后续的监听章节。

数据存取

存储在znode上的数据被原子的读和写，读请求将读取znode上的所有数据，而写则是替换znode上的所有数据，每个znode都有一个访问控制表（ACL）来限制谁能做什么。
ZooKeeper不能被当作一个通用数据库或存储大量数据，它仅应该被用来管理协作数据，通常要求这些协作数据应该较小：千字节规模。ZooKeeper的客户端和服务端都会限制znode的数据不会超过1M，但znode上的数据的平均值应该更小。限制数据大小的主要原因是为了防止数据同步时的时间过长。
如果确实需要存储大量数据，通常的解决方案是存储该数据到第三方存储系统中，例如NFS或者HDFS等，再将数据的指针存储到ZooKeeper中。

znode类型

临时节点（Ephemeral Node）

临时节点和ZooKeeper的session绑定，ZooKeeper客户端通过session创建znode临时节点后，只要该session不断开，znode临时节点就存在，而当session断开后，znode临时节点将被删除。
临时节点不允许存在孩子节点。

序列节点（Sequence Node）

在创建一个znode时，你能要求ZooKeeper为Znode添加一个序号，该序号对于该znode的父节点是唯一的。序号的格式为%010d，固定格式是为了简化对znode的排序。
注意序号是一个有符号的整数，超出范围后将溢出。

容器节点（Container Node）

3.6.0版本增加。
容器节点是为leader、lock等操作存在的，当容器节点的最后一个孩子节点被删除之后，容器节点将被标注并在一段时间后删除。
由于容器节点的该特性，当你在容器节点下创建一个孩子节点时，应该始终准备捕获KeeperException.NoNodeException，如果捕获了该异常，则需要重新创建容器节点。

ZooKeeper中的时序

ZooKeeper使用多种方式来跟踪时序：

Zxid（ZooKeeper Transaction Id）

对ZooKeeper的每次状态改变都会收到一个zxid的时间戳，zxid反应了对zookeeper的所有改变的顺序，每次改变都有一个唯一的zxid，并且如果zxid1小于zxid2，那么zxid1发生在zxid2之前。
zxid分为两个部分，epoch和counter。epoch用于标识对应的leader，每次新的leader产生，epoch加1；counter用于对状态改变计数，每次状态改变counter加1。

版本号

每个znode都有一个版本号，每次对该znode的改变都会导致该znode的版本号的增加。有3种类型的版本号：
- version：znode的数据改变的次数；
- cversion：znode的孩子改变的次数；
- aversion：znode的ACL改变的次数。

Ticks

当使用多节点的ZooKeeper时，ticks表示事件的次数，事件包括：状态上载、session超时、节点间的连接超时等。

服务端时间

除了znode的创建时间和修改时间使用服务端，ZooKeeper不使用服务端时间作为时序的保障。