Zookeeper简介

zookeeper实际上是yahoo开发的，用于分布式中一致性处理的开源框架，保证在分布式环境下数据的最终一致性，这个就是zookeeper能解决的问题

应用场景：分布式通知/协调、负载均衡、配置中心、分布式锁、分布式队列等：（著名的hadoop、kafka、dubbo 都是基于zookeeper而构建）

1. 数据发布订阅。即注册中心，见上面dubbo用法。主要通过对节点管理做到发布以及事件监听做到订阅。

2. 负载均衡。见上面kafka用法。

3. 命名服务。zookeeper的节点结构天然支持命名服务，即把信息集中存储，并以树状管理，方便统一查阅。

4. 分布式协调通知。协调通知实际上与发布订阅类似，由于引入的第三方的zookeeper，实际上对很多种协调通知做了解耦。

5. 集群管理与master选举。可以轻易得知集群机器存活状况（节点 特性2），从而轻松管理集群；也可以做出master争抢（节点 特性1）。

6. 分布式锁。（节点 特性1）

7. 分布式队列。（节点 特性3）

8. 分布式的并发等待。类似于多线程的join问题，主任务的执行依赖于其他子任务全部执行完毕，在单机多线程里可以用join，但是分布式环境下如何实现呢。利用zookeeper，可以创建一个主任务节点，旗下子任务一旦执行完毕，则在主任务节点下挂一个子任务节点，等节点数量足够，则认为主任务可以开始执行。

类似Linux文件系统的节点模型：

znode类型分为：

持久：创建之后一直存在，除非有删除操作，创建节点的客户端会话失效也不影响此节点。
持久顺序：跟持久一样，就是父节点在创建下一级子节点的时候，记录每个子节点创建的先后顺序，会给每个子节点名加上一个数字后缀。
临时：创建客户端会话失效（注意是会话失效，不是连接断了），节点也就没了。不能建子节点。
临时顺序：不用解释了吧。

znode特性：

1. 同一时刻多台机器创建同一个节点，只有一个会争抢成功。利用这个特性可以做分布式锁。

2. 临时节点的生命周期与会话一致，会话关闭则临时节点删除。这个特性经常用来做心跳，动态监控，负载等动作。

3. 顺序节点保证节点名全局唯一。这个特性可以用来生成分布式环境下的全局自增长id。

chubby是google的，完全实现paxos算法，不开源。zookeeper是chubby的开源实现，使用zab协议，paxos算法的变种：

Paxos算法& Zookeeper使用协议
Paxos算法是分布式选举算法，Zookeeper使用的 ZAB协议（Zookeeper原子广播），二者有相同的地方，比如都有一个Leader，用来协调N个Follower的运行；Leader要等待超半数的Follower做出正确反馈之后才进行提案；二者都有一个值来代表Leader的周期。
不同的地方在于：
ZAB用来构建高可用的分布式数据主备系统（Zookeeper），Paxos是用来构建分布式一致性状态机系统。
Paxos算法、ZAB协议要想讲清楚可不是一时半会的事儿，自1990年莱斯利·兰伯特提出Paxos算法以来，因为晦涩难懂并没有受到重视。后续几年，兰伯特通过好几篇论文对其进行更进一步地解释，也直到06年谷歌发表了三篇论文，选择Paxos作为chubby cell的一致性算法，Paxos才真正流行起来。
对于普通开发者来说，尤其是学习使用Zookeeper的开发者明确一点就好：分布式Zookeeper选举Leader服务器的算法与Paxos有很深的关系。

ZK选举过程

当leader崩溃或者leader失去大多数的follower，这时候zk进入恢复模式，恢复模式需要重新选举出一个新的leader，让所有的Server都恢复到一个正确的状态。Zk的选举算法使用ZAB协议：

①　选举线程由当前Server发起选举的线程担任，其主要功能是对投票结果进行统计，并选出推荐的Server；

②　选举线程首先向所有Server发起一次询问(包括自己)；

③　选举线程收到回复后，验证是否是自己发起的询问(验证zxid是否一致)，然后获取对方的id(myid)，并存储到当前询问对象列表中，最后获取对方提议的leader相关信息(id,zxid)，并将这些信息存储到当次选举的投票记录表中；

④　收到所有Server回复以后，就计算出zxid最大的那个Server，并将这个Server相关信息设置成下一次要投票的Server；

⑤　线程将当前zxid最大的Server设置为当前Server要推荐的Leader，如果此时获胜的Server获得n/2 + 1的Server票数， 设置当前推荐的leader为获胜的Server，将根据获胜的Server相关信息设置自己的状态，否则，继续这个过程，直到leader被选举出来。

通过流程分析我们可以得出：要使Leader获得多数Server的支持，则Server总数最好是奇数2n+1，且存活的Server的数目不得少于n+1

zookeeper提供的原语服务：

1. 创建节点

2. 删除节点

3. 更新节点

4. 获取节点信息

5. 权限控制

6. 事件监听

节点的watch监听通知：

官方声明：一个Watch事件是一个一次性的触发器，当被设置了Watch的数据发生了改变的时候，则服务器将这个改变发送给设置了Watch的客户端，以便通知它们。
为什么不是永久的，举个例子，如果服务端变动频繁，而监听的客户端很多情况下，每次变动都要通知到所有的客户端，这太消耗性能了。
一般是客户端执行getData(“/节点A”,true)，如果节点A发生了变更或删除，客户端会得到它的watch事件，但是在之后节点A又发生了变更，而客户端又没有设置watch事件，就不再给客户端发送。
在实际应用中，很多情况下，我们的客户端不需要知道服务端的每一次变动，我只要最新的数据即可。

 一个客户端修改了某个节点的数据，其它客户端能够马上获取到这个最新数据吗

ZooKeeper不能确保任何客户端能够获取（即Read Request）到一样的数据，除非客户端自己要求：方法是客户端在获取数据之前调用org.apache.zookeeper.AsyncCallback.VoidCallback, java.lang.Object) sync.

通常情况下（这里所说的通常情况满足：1. 对获取的数据是否是最新版本不敏感，2. 一个客户端修改了数据，其它客户端是否需要立即能够获取最新），可以不关心这点。

在其它情况下，最清晰的场景是这样：ZK客户端A对 /my_test 的内容从 v1->v2, 但是ZK客户端B对 /my_test 的内容获取，依然得到的是 v1. 请注意，这个是实际存在的现象，当然延时很短。解决的方法是客户端B先调用 sync(), 再调用 getData().

常用命令：ls get set create delete等

部署模式：单机模式、伪集群模式、集群模式。

集群规则为2N+1台（主要是为了选举算法），N>0，即3台，即：集群需要一半以上的机器可用，所以，3台挂掉1台还能工作，挂掉2台不能。

集群角色：leader、foller、observer。

zookeeper是如何保证事务的顺序一致性的：

zookeeper采用了递增的事务Id来标识，所有的proposal都在被提出的时候加上了zxid，zxid实际上是一个64位的数字，高32位是epoch用来标识leader是否发生改变，如果有新的leader产生出来，epoch会自增，低32位用来递增计数。当新产生proposal的时候，会依据数据库的两阶段（http://blog.itpub.net/15498/viewspace-2140089/）过程，首先会向其他的server发出事务执行请求，如果超过半数的机器都能执行并且能够成功，那么就会开始执行 。

最终一致性：

假设卖家更新成功之后买家立马就能看到卖家的更新，则称为强一致性；

如果卖家更新成功后买家不能看到卖家更新的内容，则称为弱一致性；

而卖家更新成功后，买家经过一段时间最终能看到卖家的更新，则称为最终一致性。

 

zookeeper在dubbo中的应用：

0 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。

1. 服务提供者（生产者）在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。

2. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。

3. 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。

4. 服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。

5. 服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心

https://www.toutiao.com/i6482598983712637453/

https://blog.csdn.net/chizizhixin/article/details/81867106

https://blog.csdn.net/zhangxiaoyang0/article/details/79166676