初识Zookeeper、面试十二问-优快云博客

Zookeeper是一个开源的分布式协调服务，提供一致性、原子性的数据操作和集群管理功能，如主节点选举、配置管理、分布式锁等。其数据结构类似文件系统，支持watcher事件来实现实时通知。Zookeeper通过内存中维护数据并进行持久化来确保高可用性和数据一致性。

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简介

1.1 什么是Zookeeper

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是大数据生态中的重要组件。它是集群的管理者，监视着集群中各个节点的状态根据节点提交的反馈进行下一步合理操作。最终，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

它是一个为分布式应用提供一致性协调服务的中间件、

什么是分布式系统：
很多台计算机组成一个整体, 一个整体一致对外并且处理同一请求
内部的每台计算机都可以相互通信(rest/rpc)
客户端到服务端的一次请求到响应结束会经历多台计算机

1.2 ZooKeeper提供了什么

文件系统
Zookeeper提供一个多层级的节点命名空间（节点称为znode）。与文件系统不同的是，这些节点都可以设置关联的数据，而文件系统中只有文件节点可以存放数据而目录节点不行。Zookeeper为了保证高吞吐和低延迟，在内存中维护了这个树状的目录结构，这种特性使得Zookeeper不能用于存放大量的数据，每个节点的存放数据上限为1M。
通知机制
client端会对某个znode建立一个watcher事件，当该znode发生变化时，这些client会收到zk的通知，然后client可以根据znode变化来做出业务上的改变等。

1.3 Zookeeper作用

master节点选举, 主节点down掉后, 从节点就会接手工作, 并且保证这个节点是唯一的,这也就是所谓首脑模式,从而保证我们集群是高可用的
统一配置文件管理, 即只需要部署一台服务器, 则可以把相同的配置文件同步更新到其他所有服务器, 此操作在云计算中用的特别多(例如修改了redis统一配置)
数据发布与订阅, 类似消息队列MQ
分布式锁,分布式环境中不同进程之间争夺资源,类似于多进程中的锁
集群管理, 保证集群中数据的强一致性

1.4 Zookeeper的特性

一致性: 数据一致性, 数据按照顺序分批入库
原子性: 事务要么成功要么失败
单一视图: 客户端连接集群中的任意zk节点, 数据都是一致的
可靠性:每次对zk的操作状态都会保存在服务端
实时性: 客户端可以读取到zk服务端的最新数据

面试十二问

1.Zookeeper是什么

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，管理分布式项目（配置管理、分布式锁、集群管理）。主要为了解决分布式架构下数据一致性问题，典型的应用场景有分布式配置中心、分布式注册中心、分布式锁、分布式队列、集群选举、分布式屏障、发布/订阅等场景。

2.Zookeeper是怎样的一个数据结构呢

Zookeeper是树形结构的目录服务、一个类似于文件系统的数据结构，最外层我们可以想象成一个大的文件夹，里面都是一些小的文件夹。简称ZK。

3.Zookeeper有几种常用的数据格式呢

Zookeeper中每一个子目录项都是一个znode（目录节点），这些目录节点和我们普通的目录一样可以新建、删除、修改，我们常用的主要有四种类型的znode。
1、持久化目录节点：
客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只要不手动删除该节点，他将永远存在。
2、持久化顺序编号目录节点：
客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
3、临时目录节点：
客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除。
4、临时顺序编号目录节点：
客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是zookeeper给该节点名称进行顺序编号。

4.Zookeeper有哪些核心的功能呢

zookeeper有监听通知机制，如果对某个节点进行监听，当这个节点被删除，或者被修改时，监听方会感知到修改消息。

5.Zookeeper可以监听到几种类型的变化呢

可以监听到七种类型变化：
1、None：连接建立事件
2、NodeCreated：节点创建
3、NodeDeleted：节点删除
4、NodeDataChanged：节点数据变化
5、NodeChildrenChanged：子节点列表变化
6、DataWatchRemoved：节点监听被移除
7、ChildWatchRemoved：子节点监听被移除

6.我们在开发中使用Synchronized就可以保证线程安全了，为什么还需要使用zookeeper来实现分布式锁呢

如果我们是单机情况下也就是只有一个进程的情况下使用Synchronized是可以保证线程安全的。但是分布式情况下是多个不同的进程，而不是一个进程里面不同的线程，所以Synchronized是无法保证多个进程安全的。

7.zookeeper节点有哪些重要信息呢，怎么进行查看

zookeeper节点可以通过stat命令来查看主要信息，其中信息有：
1、cZxid：创建znode的事务id（Zxid的值）。
2、mZxid：最后修改znode的事务id。
3、pZxid：最后添加或删除子节点的事务id（子节点列表发生变化才会发生改变）。
4、ctime：znode创建时间。
5、mtime：znode最近修改时间。
6、dataVersion：znode的当前数据版本。
7、cversion：znode的子节点结果集版本（一个节点的子节点增加、删除都会影响这个版本）。
8、aclVersion：表示对此znode的acl版本。
9、ephemeralOwner：znode是临时znode时，表示znode所有者的sessionid，如果znode不是临时节点，则该字段设置为零。
10、dataLength：znode数据字段的长度。

8.zookeeper创建节点，和监听节点有哪些命令？

1、创建持久节点：create /节点名称
2、创建持久顺序节点：create -s /节点名称
3、创建临时节点：create -e /节点名称
4、创建临时顺序节点：create -e -s /节点名称
5、监听节点：get -w /节点名称

9.zookeeper有哪些权限控制呢

zookeeper有ACL( Access Control List )权限控制，可以控制节点的读写操作，保证数据的安全性，不然的话谁都可以创建和删除节点，那不就乱了套了。

10.ACL权限设置有几部分组成呢？

有三部分组成，分别是权限模式、授权对象、权限信息。
权限模式：就是zookeeper服务器进行权限验证的方式，比如手机解锁是用指纹还是用密码呢，如果用密码，知道密码的都可以解锁你的手机，如果用指纹，只有你自己的手指头可以解锁。所以权限模式大体分为两种类型：

1、范围验证：范围就是zookeeper可以针对一个ip或者一段ip地址授予权限，相当于指纹解锁，我给我一个手指头，或者所有的脚指头都授予权限。
2、口令验证：可以理解为用户名密码的方式，这种就相当于密码解锁了，知道了用户名密码后所有的人都相当于授予了权限。

授权对象：授权对象就是把权限授予给谁，如果是范围验证方式，那么授权对象就是ip地址，如果是口令验证，授权对象就是用户名。

授权信息：授权信息就是指我们具体的权力是什么，比如我们解锁手机后可以打游戏还是可以听歌，还是可以用手机砸核桃呢。

zookeeper中定义好的权限有5种：
1、数据节点（c:create）创建权限，授予权限的对象可以在数据节点下创建子节点。
2、数据节点（w:wirte）更新权限，授予权限的对象可以更新该数据节点。
3、数据节点（r:read）读取权限，授予权限的对象可以读取该节点的内容以及子节点的列表信息。
4、数据节点（d:delete）删除权限，授予权限的对象可以删除该数据节点的子节点。
5、数据节点（a:admin）管理者权限，授予权限的对象可以对该数据节点体进行ACL权限设置。