好程序員Java教程分享Zookeeper基本原理與運用場景一、什么是Zookeeper？

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? ? zookeeper是一個分布式的一致性協(xié)調(diào)服務(wù)。

? ??換句話說，也可以把zookeeper看成一個小型的分布式文件系統(tǒng)。但是和FastDFS不同，zookeeper只適合用來存儲一些小型的數(shù)據(jù)或者配置信息。

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二、Zookeeper的文件系統(tǒng)

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? ? zookeeper底層是一個樹形結(jié)構(gòu)，進行數(shù)據(jù)的存儲。

和Linux、Window等系統(tǒng)不同：

?? ?Linux和Window中有文件和文件夾的概念。文件夾下面只能有文件，文件下面不能再有數(shù)據(jù)。文件夾本身不存放數(shù)據(jù)，文件本身用來進行數(shù)據(jù)存儲。

? ? Zookeeper中的節(jié)點，沒有文件夾和文件之分，所有節(jié)點都可以進行數(shù)據(jù)存儲，同時也可以擁有子節(jié)點。每個節(jié)點稱之為znode

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??? znode的分類：

? ? 1）臨時節(jié)點-ephemeral：臨時節(jié)點由某個客戶端創(chuàng)建，如果該客戶端斷開了和zookeeper服務(wù)器的鏈接，則該臨時節(jié)點就會被自動刪除。注意：臨時節(jié)點不能有子節(jié)點。

? ? 2）持久性節(jié)點-persistent：持久化的節(jié)點會永久存在于文件系統(tǒng)中，除非客戶端顯示的刪除該節(jié)點。該節(jié)點是最常見的節(jié)點。

? ? 3）臨時順序節(jié)點-ephemeral_sequential：和臨時節(jié)點擁有相同的特點，唯一的卻別在于該節(jié)點名稱會自動維護一個編號。

? ? 4）持久性順序節(jié)點-persistent_sequential：和持久性節(jié)點擁有相同的特點，唯一的卻別在于該節(jié)點名稱會自動維護一個編號。

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? ??文件系統(tǒng)的操作命令：

? ??ls?路徑：查看某個路徑下的子節(jié)點情況，zk中只能寫絕對路徑（所有的路徑都必須從/出發(fā)）

? ??create [-s] [-e] path data?:?創(chuàng)建一個節(jié)點，在path路徑的位置。數(shù)據(jù)為data（數(shù)據(jù)不能為空，至少要為''）。-s表示順序節(jié)點 -e臨時節(jié)點

? ??get?路徑：查看指定路徑對應(yīng)的節(jié)點數(shù)據(jù)。每個節(jié)點都分為：數(shù)據(jù)部分、描述信息

? ??set?path?data：修改指定節(jié)點的數(shù)據(jù)

? ??delete path：刪除指定節(jié)點數(shù)據(jù)，如果下面的有子節(jié)點需要先刪除子節(jié)點

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三、Zookeeper的通知機制（watch）

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? ??什么是通知機制？

?? ?? ? 客戶端可以選擇對某個znode進行監(jiān)聽。當(dāng)這個znode發(fā)生變化時（本身的添加、刪除、修改以及子節(jié)點的變化），會主動通知監(jiān)聽了這個znode的客戶端。zookeeper的通知機制有一次性觸發(fā)原則，znode發(fā)生變化后，一旦通知了客戶端，則斷開客戶端的監(jiān)聽，如果需要繼續(xù)監(jiān)聽節(jié)點的變化，則必須重新發(fā)起監(jiān)聽。

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?? ?exists - 可以監(jiān)聽到節(jié)點創(chuàng)建、節(jié)點的內(nèi)容修改、節(jié)點的刪除

?? ?getData - 可以監(jiān)聽節(jié)點內(nèi)容修改，節(jié)點的刪除

?? ?getChildren - 可以監(jiān)聽子節(jié)點的添加、刪除（子節(jié)點內(nèi)容變化和子節(jié)點的子節(jié)點的變化不能監(jiān)聽）

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四、Zookeeper的運用場景

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? ??1）配置文件統(tǒng)一管理

?? ?? ? 在分布式集群的工程中，通常由很多服務(wù)部署在不同的服務(wù)上，每個服務(wù)都有自己的配置信息，如果需要修改某個配置，則可能需要對多態(tài)服務(wù)器進行配置的修改，是非常不方便的。那么就可以使用zookeeper幫助我們進行統(tǒng)一的配置文件管理。

?? ?? ? 在zookeeper上創(chuàng)建一個持久化節(jié)點，將所有的配置信息放入到這個節(jié)點中，然后每臺服務(wù)器都去監(jiān)聽這個節(jié)點的變化（Watch機制）。如果有新的配置信息，開發(fā)者只需要上傳到zookeeper的這個節(jié)點上（更新節(jié)點的配置數(shù)據(jù)）。每個服務(wù)就能收到zookeeper節(jié)點的更新通知，然后從節(jié)點中讀取新的配置，應(yīng)用到系統(tǒng)中，完成配置的更新。

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??? 2）集群管理

?? ?? ? 在某些集群中，可能需要知道其他集群服務(wù)器的狀態(tài)，比如有新的機器加入集群，或者有老的機器退出集群等。這個時候就可以通過zookeeper進行集群的統(tǒng)一管理。

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??? 3）分布式鎖

?? ?? ??·?保持獨占

?? ??? ??? ??? ?

?? ?? ??·?控制順序

?? ??? ??? ?? 所有客戶端同時在一個節(jié)點的下面創(chuàng)建臨時順序節(jié)點。然后只需要讓編號最小的節(jié)點的機器獲得鎖就可以了。

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五、Zookeeper的集群

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?? ?? ??集群的工作原理：

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?? ?? ? zookeeper集群可能有N臺機器，這些機器中一定會存在一個leader，其他的機器就是follower。對于客戶端來說，可以隨意連接任何一個集群中服務(wù)器。如果某個客戶端需要對zk進行更改的操作，這些操作命令最終需要提交給leader。leader將命令分發(fā)給所有的集群服務(wù)器。當(dāng)一半以上的集群服務(wù)器執(zhí)行該命令成功，則leader就會通知所有節(jié)點進行事務(wù)提交，達到數(shù)據(jù)同步更新的目的。

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?? ?????zookeeper集群的“過半數(shù)存活原則”：

?? ?? ? 在zookeeper集群中，當(dāng)存活的機器數(shù)量超過總集群一半的時候，整個集群才能正常工作。

?? ?? ??基于過半數(shù)存活原則，zookeeper的集群數(shù)量一定是奇數(shù)臺。

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?? ?? ?為什么zookeeper需要設(shè)計一個過半數(shù)存活機制？

?? ?

?? ?? ? 因為整個集群中，有可能因為“腦裂“，導(dǎo)致整個集群分為2個甚至多個集群，如果沒有“過半數(shù)存活的機制“，那么整個zookeeper集群提供的數(shù)據(jù)將無法再保證數(shù)據(jù)一致性。所以為了保證整體數(shù)據(jù)的強一致性，zookeeper規(guī)定了過半數(shù)存活這個原則。

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?? ?? ??zookeeper集群的角色：

?? ?? ? leader：領(lǐng)導(dǎo)者

?? ?? ? follower：追隨者

?? ?? ? observer：觀察者，觀察者和追隨者功能一樣，但是區(qū)別在于觀察者不會參與投票環(huán)節(jié)。

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