什么是ZooKeeper

  • 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。

ZooKeeper的特性

  • 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

  • 原子性：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

  • 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

  • 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

  • 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

Zookeeper集群角色

在Zookeeper集群中,分别有Leader,Follower和Observer三种类型的服务器角色

  • Leader
    Leader服务器在整个正常运行期间有且仅有一台,集群会通过选举的方式选举出Leader服务器,由它同统一处理集群的事务性请求以及集群内各服务器的调度。

  • Follower
    Follower的主要职责有以下几点:
    1.参与Leader选举投票
    2.参与事务请求Proposal的投票
    3.处理客户端非事务请求(读),并转发事务请求(写)给Leader服务器。

  • Observer
    Observer是弱化版的Follower。其像Follower一样能够处理非事务也就是读请求,并转发事务请求给Leader服务器,但是其不参与任何形式的投票,不管是Leader选举投票还是事务请求Proposal的投票。

引入这个角色主要是为了在不影响集群事务处理能力的前提下提升集群的非事务处理的吞吐量。

Zookeeper的数据模型和Znode类型

Zookeeper维护了一个类似文件系统的数据结构：

每个子目录项如 NameService 都被称作为 znode，和文件系统一样，我们能够自由的增加、删除znode，在一个znode下增加、删除子znode，唯一的不同在于znode是可以存储数据的。

有四种类型的znode：

  • 1、PERSISTENT-持久化目录节点：客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在

  • 2、 PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久化顺序编号目录节点：客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

  • 3、EPHEMERAL-临时目录节点：客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除

  • 4、EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序编号目录节点：客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

Zookeeper的事件监听机制

Zookeeper中可以通过Watcher来实现事件监听机制。客户端可以向服务端注册Watcher用以监听某些事件,一旦该事件发生,服务端即会向客户端发送一个通知。其主要工作流程如下图所示

Watcher机制为以下三个过程：

  • 客户端注册Watcher

在创建一个ZooKeeper客户端对象实例时，可以向构造方法中传入一个Watcher，这个Watcher将作为整个ZooKeeper会话期间的默认Watcher，一致保存在客户端，并向ZooKeeper服务器注册Watcher

  • 服务端处理Watcher

服务端执行数据变更，当Watcher监听的对应数据节点的数据内容发生变更，如果找到对应的Watcher，会将其提取出来，同时从管理中将其删除（说明Watcher在服务端是一次性的，即触发一次就失效了），触发Watcher，向客户端发送通知

  • 客户端回调Watcher

客户端获取通知，识别出事件类型，从相应的Watcher存储中去除对应的Watcher（说明客户端也是一次性的，即一旦触发就会失效）

参考资料：
https://blog.csdn.net/zhuyuchao11/article/details/79593395
https://www.cnblogs.com/takumicx/p/9508706.html#什么是zookeeper