zookeeper概述

zookeeper概述

Zookeeper 是一个开源的分布式的，为分布式框架提供协调服务的 Apache 项目。

1.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架构,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。

1. 服务端启动时去注册信息(创建的都是临时节点)
2. 客户端获取当前在线服务器列表,并且注册监听
3. 服务器节点下线
4. zookeeper集群通知客户端服务器节点上下线事件通知

2.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的节点存活,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。

3.数据结构

ZooKeeper 数据模型的结构与 Unix 文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个 节点称做一个 ZNode。每一个 ZNode 默认能够存储 1MB 的数据，每个 ZNode 都可以通过 其路径唯一标识。

4.应用场景

提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下 线、软负载均衡等。

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。

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
   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Znode.
   2. 各个客户端服务监听这个Znode
   3. 一旦Znode中的数据被修改,zookeeper将通知各个客户端服务器.

服务器动态上下线

客户端能实时洞察到服务器上下线的变化

软负载均衡

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

zookeeper

配置参数

Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义解读如下：

1. tickTime=2000:通信心跳,zookeeper服务器与客户端心跳时间,单位毫秒
2. initLimit=10:Leader与Follower初始通信时限,即Leader和Follower初始连接时能容忍的最多心跳数(tickTime的数量)
3. syncLimit=5:Leader与Follower同步通信时限,Leader和Follower之间通信时间如果超过syncLimit * tickTime，Leader认为Follwer死 掉，从服务器列表中删除Follwer。
4. dataDir:保存zookeeper中的数据
5. clientPort = 2181：客户端连接端口，通常不做修改。

zookeeper集群

Leader选举机制

第一次启动

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和服务器2分别投自己一票,此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的大,更改选票为推举服务器2. 此时服务器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,再发起一次选举. 服务器1,2和3分别投自己一票,此时服务器1,2发现服务器3的myid比自己目前投票推举的大,更改选票为推举服务器3. 此时服务器3票数3票,达到半数以上结果. 服务器1,2状态为FOLLOWING,服务器3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。

非第一次启动

（1）当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举：

1. 服务器初始化启动。
2. 服务器运行期间无法和Leader保持连接。

（2）而当一台机器进入Leader选举流程时，当前集群也可能会处于以下两种状态：

1. 集群中本来就已经存在一个Leader。

   对于第一种已经存在Leader的情况，机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器来说，仅仅需要和Leader机器建立连 接，并进行状态同步即可。

2. 集群中确实不存在Leader。

   选举Leader规则：

    1. EPOCH大的直接胜出 
    1. EPOCH相同，事务id大的胜出 
    1. 事务id相同，服务器id大的胜出
   1
   2
   3

节点类型

持久（Persistent）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点不删除

短暂（Ephemeral）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自己删除