zookeeper简介
什么是ZooKeeper
ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。
ZooKeeper包含一个简单的原语集，提供Java和C的接口。
ZooKeeper代码版本中，提供了分布式独享锁、选举、队列的接口，代码在$zookeeper_home\src\recipes。其中分布锁和队列有Java和C两个版本，选举只有Java版本。
来自百度百科：https://baike.baidu.com/item/zookeeper/4836397?fr=aladdin
ZooKeeper的基本运转流程
1、选举Leader。
2、同步数据。
3、选举Leader过程中算法有很多，但要达到的选举标准是一致的。
4、Leader要具有最高的执行ID，类似root权限。
5、集群中大多数的机器得到响应并接受选出的Leader。
设计目标
ZooKeeper很简单。ZooKeeper允许分布式进程通过共享的分层名称空间相互协调，该命名空间的组织方式类似于标准文件系统。名称空间由数据寄存器（在ZooKeeper看来是znode）组成，它们类似于文件和目录。与设计用于存储的典型文件系统不同，ZooKeeper数据保留在内存中，这意味着ZooKeeper可以实现高吞吐量和低延迟数。
ZooKeeper实施对高性能，高可用性，严格有序访问加以重视。ZooKeeper的性能方面意味着它可以在大型的分布式系统中使用。可靠性方面使它不会成为单点故障。严格排序意味着可以在客户端上实现复杂的同步原语。
ZooKeeper已复制。像它协调的分布式进程一样，ZooKeeper本身也可以在称为集合的一组主机上进行复制。
ZooKeeper服务
组成ZooKeeper服务的服务器都必须彼此了解。它们维护内存中的状态图像，以及持久存储中的事务日志和快照。只要大多数服务器可用，ZooKeeper服务将可用。
客户端连接到单个ZooKeeper服务器。客户端维护一个TCP连接，通过它发送请求，获取响应，获取监视事件并发送心跳。如果与服务器的TCP连接断开，则客户端将连接到其他服务器。
ZooKeeper已订购。ZooKeeper用一个反映所有ZooKeeper事务顺序的数字标记每个更新。后续操作可以使用该命令来实现更高级别的抽象，例如同步原语。
ZooKeeper很快。在“读取为主”的工作负载中，它特别快。ZooKeeper应用程序可在数千台计算机上运行，并且在读取比写入更常见的情况下，其性能最佳，比率约为10：1。
数据模型和分层名称空间
ZooKeeper提供的名称空间与标准文件系统的名称空间非常相似。名称是由斜杠（/）分隔的一系列路径元素。ZooKeeper名称空间中的每个节点都由路径标识。
ZooKeeper的层次命名空间
节点和短暂节点
与标准文件系统不同，ZooKeeper命名空间中的每个节点都可以具有与其关联的数据以及子节点。就像拥有一个文件系统一样，该文件系统也允许文件成为目录。（ZooKeeper旨在存储协调数据：状态信息，配置，位置信息等，因此存储在每个节点上的数据通常很小，在字节到千字节范围内。）我们使用术语znode来明确表示在谈论ZooKeeper数据节点。
Znodes维护一个统计信息结构，其中包括用于数据更改，ACL更改和时间戳的版本号，以允许进行缓存验证和协调更新。znode的数据每次更改时，版本号都会增加。例如，每当客户端检索数据时，它也接收数据的版本。
原子地读取和写入存储在名称空间中每个znode上的数据。读取将获取与znode关联的所有数据字节，而写入将替换所有数据。每个节点都有一个访问控制列表（ACL），用于限制谁可以执行操作。
ZooKeeper还具有短暂节点的概念。只要创建znode的会话处于活动状态，这些znode就存在。会话结束时，将删除znode。当您想实现[tbd]时，临时节点非常有用。
保证
ZooKeeper非常快速且非常简单。但是，由于其目标是作为构建更复杂的服务（例如同步）的基础，因此它提供了一组保证。这些是：
- 顺序一致性-来自客户端的更新将按照发送的顺序应用。
- 原子性-更新成功或失败。没有部分结果。
- 单个系统映像-无论客户端连接到哪个服务器，客户端都将看到相同的服务视图。
- 可靠性-应用更新后，此更新将一直持续到客户端覆盖更新为止。
- 及时性-确保系统的客户视图在特定时间范围内是最新的。
简单的API
ZooKeeper的设计目标之一是提供一个非常简单的编程界面。因此，它仅支持以下操作：
-
create：在树中的某个位置创建一个节点
-
delete：删除节点
-
存在：测试节点是否存在于某个位置
-
获取数据：从节点读取数据
-
设置数据：将数据写入节点
-
获取子节点：获取节点子节点的列表
-
sync：等待数据传播
入门
独立运行
在独立模式下设置ZooKeeper服务器非常简单。该服务器包含在单个JAR文件中，因此安装包括创建配置。
下载稳定的ZooKeeper版本后，将其解压缩并CD到根目录
要启动ZooKeeper，您需要一个配置文件。这是一个示例，在conf / zoo.cfg中创建它：
tickTime=2000
dataDir=/var/lib/zookeeper
clientPort=2181
该文件可以被命名为任何文件，但是为了便于讨论，将其命名为conf / zoo.cfg。更改dataDir的值以指定现有（空开头）目录。以下是每个字段的含义：
-
tickTime：ZooKeeper使用的基本时间单位（毫秒）。它用于做心跳，并且最小会话超时将是tickTime的两倍。
-
dataDir：存储内存数据库快照的位置，除非另有说明，否则存储数据库更新的事务日志。
-
clientPort：用于侦听客户端连接的端口
现在，您已经创建了配置文件，您可以启动ZooKeeper：
bin/zkServer.sh start
ZooKeeper使用log4j记录消息- 程序员指南的“ 记录”部分中提供了更多详细信息。您将看到进入控制台的日志消息（默认）和/或一个日志文件，具体取决于log4j配置。
此处概述的步骤以独立模式运行ZooKeeper。没有复制，因此，如果ZooKeeper进程失败，该服务将关闭。
连接到ZooKeeper
$ bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
这使您可以执行简单的类似文件的操作。
连接后，您应该会看到类似以下内容的信息：
Connecting to localhost:2181
log4j:WARN No appenders could be found for logger (org.apache.zookeeper.ZooKeeper).
log4j:WARN Please initialize the log4j system properly.
Welcome to ZooKeeper!
JLine support is enabled
[zkshell: 0]
在shell中，键入help以获取可以从客户端执行的命令的列表，如下所示：
[zkshell: 0] help
ZooKeeper host:port cmd args
get path [watch]
ls path [watch]
set path data [version]
delquota [-n|-b] path
quit
printwatches on|off
create path data acl
stat path [watch]
listquota path
history
setAcl path acl
getAcl path
sync path
redo cmdno
addauth scheme auth
delete path [version]
deleteall path
setquota -n|-b val path
从这里，您可以尝试一些简单的命令，以了解这种简单的命令行界面。首先，首先发出list命令，如中所示ls，产生：
[zkshell: 8] ls /
[zookeeper]
接下来，通过运行创建一个新的znode create /zk_test my_data。这将创建一个新的znode并将字符串“ my_data”与该节点关联。您应该看到：
[zkshell: 9] create /zk_test my_data
Created /zk_test
发出另一个ls /命令以查看目录的外观：
[zkshell: 11] ls /
[zookeeper, zk_test]
请注意，现在已创建zk_test目录。
接下来，通过运行以下get命令验证数据是否与znode关联：
[zkshell: 12] get /zk_test
my_data
cZxid = 5
ctime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009
mZxid = 5
mtime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009
pZxid = 5
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0
dataLength = 7
numChildren = 0
我们可以通过发出set命令来更改与zk_test相关的数据，如下所示：
[zkshell: 14] set /zk_test junk
cZxid = 5
ctime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009
mZxid = 6
mtime = Fri Jun 05 14:01:52 PDT 2009
pZxid = 5
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0
dataLength = 4
numChildren = 0
[zkshell: 15] get /zk_test
junk
cZxid = 5
ctime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009
mZxid = 6
mtime = Fri Jun 05 14:01:52 PDT 2009
pZxid = 5
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0
dataLength = 4
numChildren = 0
（请注意，我们get在设置数据后做了一个，确实确实发生了变化。
最后，delete通过发出以下命令来创建节点：
[zkshell: 16] delete /zk_test
[zkshell: 17] ls /
[zookeeper]
[zkshell: 18]
运行复制的ZooKeeper
以独立模式运行ZooKeeper便于评估，某些开发和测试。但是在生产中，您应该在复制模式下运行ZooKeeper。同一应用程序中的一组服务器复制称为仲裁，在复制模式下，仲裁中的所有服务器都具有相同配置文件的副本。
注意
对于复制模式，至少需要三个服务器，并且强烈建议您使用奇数个服务器。如果只有两台服务器，那么您将处于一种情况，如果其中一台服务器发生故障，则没有足够的计算机构成多数仲裁。由于存在两个单点故障，因此两个服务器本来就不如单个服务器稳定。
复制模式所需的conf / zoo.cfg文件类似于独立模式下使用的文件，但有一些区别。这是一个例子：
tickTime=2000
dataDir=/var/lib/zookeeper
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=zoo1:2888:3888
server.2=zoo2:2888:3888
server.3=zoo3:2888:3888
新条目initLimit是超时ZooKeeper用于限制仲裁中的ZooKeeper服务器必须连接到领导者的时间长度。条目syncLimit限制了服务器与领导者之间的过时距离。
对于这两个超时，您都可以使用tickTime指定时间单位。在此示例中，initLimit的超时为5个滴答声，即2000毫秒/滴答声，即10秒。
表格server.X的条目列出了组成ZooKeeper服务的服务器。服务器启动时，它通过在数据目录中查找文件myid来知道它是哪台服务器。该文件包含ASCII的服务器号。
最后，记下每个服务器名称后面的两个端口号：“ 2888”和“ 3888”。对等方使用前一个端口连接到其他对等方。这种连接是必需的，以便对等方可以进行通信，例如，以商定更新顺序。更具体地说，ZooKeeper服务器使用此端口将关注者连接到领导者。当出现新的领导者时，跟随者使用此端口打开与领导者的TCP连接。因为默认的领导者选举也使用TCP，所以我们当前需要另一个端口来进行领导者选举。这是服务器条目中的第二个端口。
注意
-
如果要在单台计算机上测试多个服务器，请为每个服务器指定服务器名称为localhost，并具有唯一的仲裁和领导者选择端口（例如，在上面的示例中为2888：3888、2889：3889、2890：3890）。配置文件。当然，也需要单独的_dataDir_s和不同的_clientPort_s（在上面的复制示例中，在单个localhost上运行，您仍然会有三个配置文件）。
-
请注意，在一台计算机上设置多个服务器不会产生任何冗余。如果发生某种情况导致机器死机，则所有zookeeper服务器都将处于脱机状态。完全冗余要求每个服务器都有自己的计算机。它必须是完全独立的物理服务器。同一物理主机上的多个虚拟机仍然容易受到该主机完全故障的影响。
-
为了获得较低的更新延迟，拥有专用的事务日志目录非常重要。默认情况下，事务日志与数据快照和myid文件放在同一目录中。dataLogDir参数指示用于事务日志的其他目录。
