Java面试题-12Zookeeper

1、ZK节点数据

Zookeeper 提供一个多层级的节点命名空间（节点称为 znode）。与文件系统不同的是，这些节点都可以设置关联的数据，而文件系统中只有文件节点可以存放数据而目录节点不行。Zookeeper 为了保证高吞吐和低延迟，在内存中维护了这个树状的目录结构，这种特性使得 Zookeeper 不能用于存放大量的数据，每个节点的存放数据上限为1M。

2、Zookeeper 如何保证分布式数据的一致性特性

Zookeeper 的一些特性和工作原理，包括顺序一致性、原子性、单一视图、可靠性和实时性（最终一致性）。

1. 顺序一致性： Zookeeper 保证所有的更新操作都是全局有序的，每个更新都有一个唯一的时间戳（zxid），并且读请求的返回结果中会带有最新的 zxid，确保了更新操作的顺序性。

2. 原子性： 对于写请求，Zookeeper 会同时将请求发送给其他 Zookeeper 机器，并在达成一致后才返回成功，保证了写操作的原子性，即要么全部写入成功，要么全部失败。因此， 随着 zookeeper 的集群机器增多，读请求的吞吐会提高但是写请求的吞吐会下降。

3. 单一视图： Zookeeper 提供了一个单一视图，即对于所有的客户端，他们看到的数据都是一致的，这也是 Zookeeper 的可靠性和一致性基础之一。

4. 可靠性： Zookeeper 的可靠性体现在其提供了高可用和容错性，通过集群机器的增多，可以提高读请求的吞吐，同时保证写请求的可靠性和一致性。

5. 实时性（最终一致性）： 对于读请求，Zookeeper 允许任意一台机器处理，并且会相对于更新有序，但并不保证实时性，而是保证最终一致性，即数据最终会达到一致状态。

总体来说，Zookeeper 是一个分布式协调服务，通过其特性保证了数据的一致性、可靠性和顺序性，在分布式系统中有着广泛的应用。

 3、zab协议

ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）协议是专门为分布式协调服务 Zookeeper 设计的一种支持崩溃恢复的原子广播协议。它包括两种基本模式：崩溃恢复和消息广播。

1. 崩溃恢复模式： 当整个 Zookeeper 集群刚启动、Leader 服务器宕机、重启或者网络故障导致不存在过半的服务器与 Leader 服务器保持正常通信时，所有进程（服务器）进入崩溃恢复模式。在该模式下，首先会选举产生新的 Leader 服务器，然后集群中的 Follower 服务器开始与新的 Leader 服务器进行数据同步。一旦超过半数的机器与新的 Leader 服务器完成数据同步，集群就会退出恢复模式，进入消息广播模式。

2. 消息广播模式： 一旦集群中超过半数的机器与新的 Leader 服务器完成数据同步，集群就会退出恢复模式进入消息广播模式。在这个模式下，Leader 服务器开始接收客户端的事务请求，并生成事务提案来处理这些请求。

ZAB 协议通过这两种模式，确保了在 Zookeeper 集群中保持数据的一致性和可靠性。崩溃恢复模式确保在发生故障或初始启动时，能够重新选举 Leader，并进行数据同步；消息广播模式则确保了在集群正常运行时，能够处理客户端的事务请求并保持数据的一致性。

4、Zookeeper 中节点类型

这些描述是关于 Zookeeper 中节点类型的基本概念，这些节点类型对于分布式系统中的协调与通知非常重要。

1. PERSISTENT（持久节点）：这种节点在 Zookeeper 上一直存在，除非被手动删除。即使客户端会话结束或断开连接，该节点也不会被删除。

2. EPHEMERAL（临时节点）：临时节点的生命周期与客户端会话绑定。当创建这样的节点的客户端会话失效时（不一定是连接断开，而是会话失效），这些节点会被自动移除。

3. PERSISTENT_SEQUENTIAL（持久顺序节点）：与持久节点类似，但增加了顺序属性。节点名后会追加一个由父节点维护的自增整型数字，以确保节点在创建时按顺序排列。

4. EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时顺序节点）：与临时节点类似，但也增加了顺序属性。节点名后会追加一个由父节点维护的自增整型数字，以确保节点在创建时按顺序排列。

这些节点类型在构建分布式系统时非常有用，例如用于存储配置信息、服务注册与发现、分布式锁等。通过这些节点类型，可以实现诸如节点监控、任务调度等功能。