zookeeper知识点总结

什么是Zookeeper？

Zookeeper是用于分布式协调和管理的框架，zookeeper的目的就是封装好容易出错复杂的关键服务，将功能稳定的系统提供给用户。

Zookeeper的职责

1.    
命名服务：是指通过指定名字来获取资源或服务器的地址，；利用zookeeper创建一个全局的路径，也就是你唯一的路径，这个路径可以作为一个名字去指向集群中的集群，服务地址，或者是一个远程对象。

2.    
配置管理：程序分配在不同电脑上，讲程序的配置信息放在zookeeper的znode上，当有配置发生改变时。可以通知zookeeper的某个znode发生改变，利用watcher，通知给各个客户端，从而更改配置信息。

3.    
集群管理：是否有机器退出和加入，选举master，对于机器的退出，所有机器约定在父目录 下创建临时目录，对于新机器的加入，所有机器创建临时顺序编号目录节点。

4.    
分布式锁：分为俩类，一个是独占锁，另一个是共享锁，独占锁一次只能给一个线程使用，读写锁是一个写，多个读。

Zookeeper的安装方式

单机模式：在一个节点上安装，往往只能启动框架上的一部分服务

伪分布式：在一个节点上安装，去模拟集群环境，往往能启动框架大部分服务或者全服务。

完全分布式：在分布式环境安装，能启动框架全部服务。

Zookeeper的特点：

Zookeeper本身是一个Znode树，根节点是/，每一个节点都叫做Znode，任何一个节点的路径都是唯一的。任何一个持久节点都可以挂载子节点。Znode树在磁盘和内存中，磁盘为了持久储存，内存为了读写快。Zookeeper把每一个写操作看成一个事务，为事务分配一个编号，为Zxid

Zookeeper节点类型：持久化节点，临时节点，持久化顺序节点，临时顺序节点。

Znode默认大小是1m

Watcher机制：（会在znode上建立一个wacther，当znode发生改变时候，这些client会收到zk的通知，然后对应做出业务的改变，）一次性触发数据改变时；一个watch event会被发送到client，但是client只会接受一次这样的消息。因为server到client是异步的，由于网络的原因导致客户端不能同时刻监听到事件Zookeeper只能保证最终一致性，而不能保证强一致性，，数据监视是由getData和exists方法，getchildren监视子节点，

注册watcher getDa  exists getchildren

触发watcher
create delete setData

Zookeeper集群选举方式leader：

每一个zookeeper都会去参加选举，并且每一个都会推荐自己为leader，将自己的的选举信息发送给其他节点进行比较，如果比较失败就会成为follower，如果比较成功继续参加选举，直到选举出leader，其他的节点成为follower。

选举信息包括：

当前节点的最大事务id，自己的myid，控制选举轮数。。

先比最大事务id，谁大谁赢，事务id一样比较myid，谁大谁赢。一个节点要想成为leader就必须胜过一半的节点，过半性。如果一个集群已经选出了leader，剩下节点都会成为follower。

Zookeeper不存在单点故障，当zookeeper一个节点宕机，会选举出另一个leader，所有zookeeper不存在单点故障。

Zookeeper的节点个数是奇数过。

在zookeeper中当节点个数存活不到一半时，该集群不对外提供服务。

Zookeeper的脑裂。

一个集群由于环境因数网络波动产生了俩个leader  这种现象就是脑裂，

Zookeeper是怎么解决脑裂的:

它会对zookeeper每次选举的leader分配一个全局递增的epochid，当出现多个leader时 会保留最新的epochid，并且杀死其他leader。

Zookeeper节点的状态:

voting/looking

• 选举状态

follower

• 追随者/跟随者

leader

• 领导者

observer

• 观察者

观察者：一个节点一旦被视为观察者，就不参加任何选举投票，但是会对选举投票的监听。一般在集群中90的节点都会设置为观察者，会提高选举效率，在一个集群中，观察者是否存活不影响集群的操作

ZAB协议：

ZAB协议是一套专门为zookeeper进行崩溃恢复和原子广播的协议。它是基于2PC算法，利用了    Paxos进行了改进。

原子广播：用2PC算法，二阶段提交，核心思想就是一票否决。

请求阶段，当协调者受到请求后会发给每一个参与者，等待参与者的恢复。

提交阶段：如果每一个参与者都发送的yes，那么协调者要求所有的参与者执行请求，

终止阶段：如果协调者收到只有一个不是yes的那么会认为这个请求不能执行，并且要求每个参与者删除这个请求。

Zookeeper的数据一致性包括

顺序一致性。原子性。单一的系统映像，持久性。

原子广播的流程：原子广播是为了数据的一致性

当leader收到一个请求后，他会记录到本地的日志文件中，如果记录成功，那么就认为该请求可执行，那么会放到队列发送给每一个follower，follower收到以后也会在本地日志文件中记录，记录成功返回leader一个yes，否则返回no，当有一半返回yes时候就执行请求，否则不执行，那么要求所有follower删除这个请求。

如果leader就要执行这个请求：

那么follower会向leader发送信息，要求重新获取刚才的操作，如果因为磁盘满了，日志记录失败，那么leader就和follower频繁的发送信息。

崩溃恢复：当一个集群的leader丢失后，会自动选一个新leader，

当一个节点重新启动时候，

当旧的节点重新启动时候，会找到自己的最大事务id 请求leader判断最大事务id是否一致，如果一致那么说明，在此期间没有进行操作。如果不一致他会请求leader，leader会把中途的操作放在队列里发送给这个节点，让这个节点补齐，在此期间
，该节点不对外进行服务。