Zookeeper

1. Zookeeper的工作机制

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。

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2. Zookeeper的特点

1. Zookeeper：一个领导者（Leader），多个跟随者（Follower）组成的集群。
2. 集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。
3. 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。
4. 更新请求顺序执行，来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行。
5. 数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。
6. 实时性，在一定时间范围内，Client能读到最新数据。

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3. 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。

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4. 统一配置管理

1. 分布式环境下，配置文件同步非常常见

   （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，希望能够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Zookeeper上的一个Znode。

   （2）各个客户端服务器监听这个Znode。

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

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5. 软负载均衡（最少连接least Connections负载均衡算法）

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。

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6. Zookeeper选举机制

1. 服务器1启动，发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票，不够半数以上（3票），选举无法完成，服务器1状态保持为LOOKING；
2. 服务器2启动，再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息：此时服务器2的myid比自己目前投票推举的（服务器1）大，更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，没有半数以上结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING；
3. 服务器3启动，发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3.此次投票结果：服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数，服务器3当选Leader。服务器1，2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING；
4. 服务器4启动，发起一次选举。此时服务器1，2，3已经不是LOOKING状态，不会更改选票信息。交换选票信息结果：服务器3为3票，服务器4为1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态为FOLLOWING；
5. 服务器5启动，同4一样当小弟。

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7. 节点类型

持久（Persistent）：客户端和服务端断开连接后，创建的节点不删除

短暂（Ephemeral）：客户端和服务端断开连接后，创建的节点自己删除

（1）持久化目录节点

（2）持久化顺序编号目录节点

（3）临时目录节点

（4）临时顺序编号目录节点

说明：创建znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护。

注意：在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序，这样客户端可以通过顺序号推断事件的顺序。

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8. 监听器原理

1. 监听原理

   • 首先要有一个main()线程
   • 在main线程中创建Zookeeper客户端，这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信（connet），一个负责监听（listener）
   • 通过connect线程将注册的监听事件发送给Zookeeper
   • 在Zookeeper的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中
   • Zookeeper监听到有数据或路径变化，就会将这个消息发送给listener线程
   • listener线程内部调用了process()方法

2. 常见的监听

   1）监听节点数据的变化

   get path [watch]

   2）监听子节点增减的变化

   ls path [watch]