好程序員Java教程分享Zookeeper基本原理與運用場景一、什麼是Zookeeper？
zookeeper是一個分佈式的一致性協調服務。
換句話說，也可以把zookeeper看成一個小型的分佈式文件系統。但是和FastDFS不同，zookeeper只適合用來存儲一些小型的數據或者配置信息。
二、Zookeeper的文件系統
zookeeper底層是一個樹形結構，進行數據的存儲。
和Linux、Window等系統不同：
Linux和Window中有文件和文件夾的概念。文件夾下面只能有文件，文件下面不能再有數據。文件夾本身不存放數據，文件本身用來進行數據存儲。
Zookeeper中的節點，沒有文件夾和文件之分，所有節點都可以進行數據存儲，同時也可以擁有子節點。每個節點稱之爲znode
znode的分類：
1）臨時節點-ephemeral：臨時節點由某個客戶端創建，如果該客戶端斷開了和zookeeper服務器的鏈接，則該臨時節點就會被自動刪除。注意：臨時節點不能有子節點。
2）持久性節點-persistent：持久化的節點會永久存在於文件系統中，除非客戶端顯示的刪除該節點。該節點是最常見的節點。
3）臨時順序節點-ephemeral_sequential：和臨時節點擁有相同的特點，唯一的卻別在於該節點名稱會自動維護一個編號。
4）持久性順序節點-persistent_sequential：和持久性節點擁有相同的特點，唯一的卻別在於該節點名稱會自動維護一個編號。
文件系統的操作命令：
ls 路徑：查看某個路徑下的子節點情況，zk中只能寫絕對路徑（所有的路徑都必須從/出發）
create [-s] [-e] path data : 創建一個節點，在path路徑的位置。數據爲data（數據不能爲空，至少要爲''）。-s表示順序節點 -e臨時節點
get 路徑：查看指定路徑對應的節點數據。每個節點都分爲：數據部分、描述信息
set path data：修改指定節點的數據
delete path：刪除指定節點數據，如果下面的有子節點需要先刪除子節點
三、Zookeeper的通知機制（watch）
什麼是通知機制？
客戶端可以選擇對某個znode進行監聽。當這個znode發生變化時（本身的添加、刪除、修改以及子節點的變化），會主動通知監聽了這個znode的客戶端。zookeeper的通知機制有一次性觸發原則，znode發生變化後，一旦通知了客戶端，則斷開客戶端的監聽，如果需要繼續監聽節點的變化，則必須重新發起監聽。
exists - 可以監聽到節點創建、節點的內容修改、節點的刪除
getData - 可以監聽節點內容修改，節點的刪除
getChildren - 可以監聽子節點的添加、刪除（子節點內容變化和子節點的子節點的變化不能監聽）
四、Zookeeper的運用場景
1）配置文件統一管理
在分佈式集羣的工程中，通常由很多服務部署在不同的服務上，每個服務都有自己的配置信息，如果需要修改某個配置，則可能需要對多態服務器進行配置的修改，是非常不方便的。那麼就可以使用zookeeper幫助我們進行統一的配置文件管理。
在zookeeper上創建一個持久化節點，將所有的配置信息放入到這個節點中，然後每臺服務器都去監聽這個節點的變化（Watch機制）。如果有新的配置信息，開發者只需要上傳到zookeeper的這個節點上（更新節點的配置數據）。每個服務就能收到zookeeper節點的更新通知，然後從節點中讀取新的配置，應用到系統中，完成配置的更新。
2）集羣管理
在某些集羣中，可能需要知道其他集羣服務器的狀態，比如有新的機器加入集羣，或者有老的機器退出集羣等。這個時候就可以通過zookeeper進行集羣的統一管理。
3）分佈式鎖
· 保持獨佔
· 控制順序
所有客戶端同時在一個節點的下面創建臨時順序節點。然後只需要讓編號最小的節點的機器獲得鎖就可以了。
五、Zookeeper的集羣
集羣的工作原理：
zookeeper集羣可能有N臺機器，這些機器中一定會存在一個leader，其他的機器就是follower。對於客戶端來說，可以隨意連接任何一個集羣中服務器。如果某個客戶端需要對zk進行更改的操作，這些操作命令最終需要提交給leader。leader將命令分發給所有的集羣服務器。當一半以上的集羣服務器執行該命令成功，則leader就會通知所有節點進行事務提交，達到數據同步更新的目的。
zookeeper集羣的“過半數存活原則”：
在zookeeper集羣中，當存活的機器數量超過總集羣一半的時候，整個集羣才能正常工作。
基於過半數存活原則，zookeeper的集羣數量一定是奇數臺。
爲什麼zookeeper需要設計一個過半數存活機制？
因爲整個集羣中，有可能因爲“腦裂“，導致整個集羣分爲2個甚至多個集羣，如果沒有“過半數存活的機制“，那麼整個zookeeper集羣提供的數據將無法再保證數據一致性。所以爲了保證整體數據的強一致性，zookeeper規定了過半數存活這個原則。
zookeeper集羣的角色：
leader：領導者
follower：追隨者
observer：觀察者，觀察者和追隨者功能一樣，但是區別在於觀察者不會參與投票環節。