zookeeper

Zookeeper

Zookeeper概述

zookeeper是一个开源的分布式应用协调服务，是集群的管理者，监视集群中各个几点的状态，根据节点的状态变化做出相应。主要提供分布式解决方案，如统一命名、状态同步（分布式锁）、集群管理（分布式服务注册中心）、分布式应用配置等等。其保证了CAP理论中的CP，即一致性、容错性。
注：CAP：Consistency一致性，节点间数据一致；Availability可用性，响应速度，用户体验；Partition tolerance容错性，

zookeeper角色

leader：负载投票、决议、更新系统状态
Follower：接受客户请求并向客户端返回结果，在选leader过程中参与投票
Observer：接受客户端连接，将写请求转发给leader节点，但是不参加选leader的投票，只会同步leader的状态，所以增加Observer节点可以扩展系统提高读取速度。

zookeeper机制

• 文件系统
  zookeeper维护一个类似文件系统的数据结构。每个子目录如为一个节点（znode），节点分为两种，持久化节点和临时节点。
  持久化节点在客户端与zookeeper断开连接之后，不会被删除，除非用户明确指定要删除这个节点；临时节点在客户端与zookeeper断开连接之后就会被删除
• 通知机制
  客户端在zookeeper注册它关心的目录节点，当目录节点发生变化，客户端会受到zookeeper的通知。

zookeeper能做什么

• 命名服务
• 配置管理
  把应用的配置放在zookeeper上，保存在zookeeper的某个目录节点中，然后所有的相关应用程序对这个目录节点进行监听，一旦配置信息发生变化，每个应用程序都会受到Zookeeper的通知，然后从zookeeper获取新的配置信息并应用到系统中
• 集群管理
  机器节点增删以及master选取。
  节点增删：所有机器约定在父目录GroupMembers下创建临时目录节点，然后监听父目录节点的自己点变化信息。一旦有机器挂掉，就表明机器与zookeeper连接断开，创建的临时目录节点被删除，所有其它机器都会收到通知。
  Master选取：所有机器创建临时顺序编号目录节点，每次选取编号最小的机器作为master
• 分布式锁
  基于zookeeper一致性文件系统实现分布式锁服务。锁服务氛围保存独占及时序控制。
  保存独占：把zookeeper上的znode看做是一把锁，所有的客户端创建/distribute_lock节点，最终创建成功的客户端拥有锁，因为是临时节点，用完自动删除就释放锁。
  时序控制：基于/distribute_lock锁，所有客户端在他下面创建临时顺序编号目录节点，和选master一样，编号最小的获取锁，用完删除。
• 队列管理
  同步队列：当一个队列成员都聚齐时，队列才可用，在约定目录下创建临时目录节点，监听目录节点数据是否是要求的数目。
  FIFO队列：临时有序节点，入队列有编号，出队列按编号出
• 分布式与数据控制
  zookeeper作为一个集群提供一致的数据服务，本身就会做机器之间的数据复制，因此可以用来做分布式数据复制，提高容错性，提高系统的扩展能力，提高性能。

zookeeper工作模式

zookeeper核心是原子广播，依靠ZAB实现zookeeper机制
zookeeper有两种工作模式：恢复模式和广播模式

• 恢复模式
  当服务启动或者在领导者崩溃时，进入恢复模式，开始选主。
  follower开始投票，获取n/2+1票以上的follower节点成为leader节点，根据其它节点中存放的zxid来同步最新数据。
  当大多数的Server完成了和Leader的状态同步后，恢复模式结束。
• 广播模式
  广播模式就是zookeeper的正常工作流程