第一章 Zookeeper概述

1.1 概述

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目，Zookeeper是因大数据和作为Dubbo协调服务而被猿类们熟知。

Zookeeper从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式。

Zookeeper=文件系统+通知机制

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1.2 特点

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1）Zookeeper：一个领导者（leader），多个跟随者（follower）组成的集群。
2）Leader负责进行投票的发起和决议，更新系统状态
3）Follower用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票
4）集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。
5）全局数据一致：每个server保存一份相同的数据副本，client无论连接到哪个server，数据都是一致的。
6）更新请求顺序进行，来自同一个client的更新请求按其发送顺序依次执行。
7）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。
8）实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据。

1.3 数据结构

ZooKeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。

很显然zookeeper集群自身维护了一套数据结构。这个存储结构是一个树形结构，其上的每一个节点，我们称之为”znode”，每一个znode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

1.4 应用场景

这种观察者模式，能提供的服务包括：分布式消息同步和协调机制、服务器节点动态上下线、统一配置管理、负载均衡、集群管理等。

1.4.1统一命名服务

在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。例如：IP不容易记住，而域名容易记住。如下图，假设百度服务器有三台机器，就可以用如下的1：N关系表示。

1.4.2 统一配置管理

1）分布式环境下，配置文件同步非常常见。尤其是要实现CP模型的功能，为了保证一致性，就需要做做配置文件的同步。

（1）一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Kafka集群。

（2）对配置文件修改后，希望能快速同步到各个节点上。

2）配置管理可交由ZooKeeper实现。

（1）可将配置信息写入到Zookeeper上的一个Znode。

（2）各个客户端服务器监听这个Znode节点。

（3）一旦Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知各个客户端服务器。

1.4.3 统一集群管理

1）分布式环境中，实时掌握每个节点的状态是必须的。

（1）可根据节点实时状态做出一些调整。

2）Zookeeper可以实现实时监控节点状态变化

（1）可将节点信息写入ZooKeeper上的一个ZNode。

（2）监听这个ZNode可获取它的实时状态变化。

1.4.4 服务器节点动态上下线

客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。

1.4.5 软负载均衡

在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。