Zookeeper-------概述篇
Zookeeper -------- 概述篇
目录
1、Zookeeper是什么
ZooKeeper由雅虎研究院开发，是Google Chubby的开源实现，后来托管到Apache，于2010年11月正式成为Apache的顶级项目。
ZooKeeper是一个经典的分布式数据一致性解决方案，致力于为分布式应用提供一个高性能、高可用，且具有严格顺序访问控制能力的分布式协调服务。
分布式应用程序可以基于ZooKeeper实现数据发布与订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调与通知、集群管理、Leader选举、分布式锁、分布式队列等功能。
2、Zookeeper有什么特点
2.1 Zookeeper的目标
（1） 高性能
ZooKeeper将全量数据存储在内存中，并直接服务于客户端的所有非事务请求，尤其适用于以读为主的应用场景
（2）高可用
ZooKeeper一般以集群的方式对外提供服务，一般3 ~ 5台机器就可以组成一个可用的Zookeeper集群了，每台机器都会在内存中维护当前的服务器状态，并且每台机器之间都相互保持着通信。只要集群中超过一般的机器都能够正常工作，那么整个集群就能够正常对外服务。
（3）严格顺序访问
对于来自客户端的每个更新请求，ZooKeeper都会分配一个全局唯一的递增编号，这个编号反映了所有事务操作的先后顺序。
2.2 Zookeeper所拥有的特性
ZooKeeper一般以集群的方式对外提供服务，一个集群包含多个节点，每个节点对应一台ZooKeeper服务器，所有的节点共同对外提供服务，整个集群环境对分布式数据一致性提供了全面的支持，具体包括以下五大特性：
（1）原子性
所有请求的响应结果在整个分布式集群环境中具备原子性，即要么整个集群中所有机器都成功的处理了某个请求，要么就都没有处理，绝对不会出现集群中一部分机器处理了某一个请求，而另一部分机器却没有处理的情况。
（2）顺序一致性
从同一个客户端发起的请求，最终将会严格按照其发送顺序进入ZooKeeper中
（3）单一性
无论客户端连接到ZooKeeper集群中哪个服务器，每个客户端所看到的服务端模型都是一致的，不可能出现两种不同的数据状态，因为ZooKeeper集群中每台服务器之间会进行数据同步
（4）可靠性
一旦服务端数据的状态发送了变化，就会立即存储起来，除非此时有另一个请求对其进行了变更，否则数据一定是可靠的
（5） 实时性
当某个请求被成功处理后，ZooKeeper仅仅保证在一定的时间段内，客户端最终一定能从服务端上读取到最新的数据状态，即ZooKeeper保证数据的最终一致性。
3、Zookeeper能干什么
3.1 提供命名服务
zookeeper的命名服务功能主要是根据指定名字来获取资源或服务的地址，提供者等信息，利用其znode的特点和watcher机制，将其作为动态注册和获取服务信息的配置中心，统一管理服务名称和其对应的服务器列表信息，我们能够近乎实时地感知到后端服务器的状态(上线、下线、宕机)。
举例来说，B服务部署在六台服务器上，存在六个完全不同的ip地址，同时B服务本身提供一个dubbo接口对外，此时有个A服务需要调用此接口，如果提供某一台服务器的ip，则存在该服务器宕机情况下接口不可用的情况，再切换ip就会影响服务的正常使用。此时，可以使用zookeeper作为注册中心，B服务的六台服务在指定znode下创建子节点，而A服务调用之前先通过指定znode的路径获取B服务的任意子节点中的ip信息，然后通过ip访问。同时zookeeper动态维护这部分节点，定时利用心跳请求检查B服务的服务器状态，一旦发现某服务器无反馈，就删除节点，防止被A服务获取调用，整个流程如下：
zookeeper命名服务作用
（1）负载均衡
轮询服务注册表，尽可能将服务请求均匀分配到所有注册有效的服务器上。
（2）健康检查
动态维护服务地址注册表，利用心跳请求实时监控注册服务状态，删除无效服务节点，维护有效的地址注册表。
（3）调用监控
通过统计注册表各个子节点被访问次数来监控服务调用情况。
（4）动态路由
可以通过配置注册表参数，在不修改服务代码的情况下，动态指定服务访问的机器。
（5）动态配置
注册表的子节点可以作为单服务器的配置中心，可以直接修改节点配置而不是修改代码的方式，动态修改服务运行的部分参数。
3.2 配置管理
把应用配置放置zookeeper上去,保存在 Zookeeper 的某个目录节点中，然后所有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，每个应用程序就会收到 Zookeeper 的通知，然后从 Zookeeper 获取新的配置信息应用到系统中就行。
大致图解如下：
3.3 可实现分布式锁
基于zookeeper一致性文件系统,实现锁服务。锁服务分为保存独占及时序控制两类。
（1）保存独占：将zookeeper上的一个znode看作是一把锁，通过createznode的方式来实现。所有客户端都去创建 /distribute_lock 节点，最终成功创建的那个客户端也即拥有了这把锁。用完删除自己创建的distribute_lock 节点就释放锁。
（2）时序控制：基于/distribute_lock锁，所有客户端在它下面创建临时顺序编号目录节点，和选master一样，编号最小的获得锁，用完删除，依次方便。
3.4 集群管理
所谓集群管理无在乎两点：是否有机器退出和加入、选举master。
对于第一点，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子节点变化消息。一旦有机器挂掉，该机器与 zookeeper的连接断开，其所创建的临时目录节点被删除，所有其他机器都收到通知：某个兄弟目录被删除，于是，所有人都知道：它上船了。新机器加入 也是类似，所有机器收到通知：新兄弟目录加入，highcount又有了。
对于第二点，我们稍微改变一下，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就好。
3.5 队列管理
队列管理分两种：FIFO队列和同步队列
（1）FIFO队列
和分布式锁服务中的控制时序场景基本原理一致，入列有编号，出列按编号。
（2）同步队列
3.6 分布式与数据复制
Zookeeper作为一个集群提供一致的数据服务，必然在所有机器间做数据复制。数据复制好处：
（1）容错：一个节点出错，不致于让整个系统停止工作，别的节点可以接管它的工作。
（2）提高系统的扩展能力：把负载分布到多个节点上，或者增加节点来提高系统的负载能力；
（3）性能提升：让客户端本地访问就近节点,提高用户访问速度。
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参考：