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1、Zookeeper簡介
Zookeeper是一個高性能的分布式一致系統(tǒng)，在分布式系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。基于它，可以實現(xiàn)分布式同步、配置管理、命名空間管理等眾多功能，是分布式系統(tǒng)中常見的基礎(chǔ)系統(tǒng)。
Zookeeper主要用來解決分布式集群中應(yīng)用系統(tǒng)的一致性問題，它有著樹狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點，每個節(jié)點均可存儲少量的數(shù)據(jù)。同時，用戶可以修改和訂閱節(jié)點中的內(nèi)容。分布式系統(tǒng)中的節(jié)點通過監(jiān)控這些數(shù)據(jù)狀態(tài)的變化，從而可以達(dá)到基于數(shù)據(jù)的集群管理。
從設(shè)計模式角度來看，Zookeeper是基于觀察者模式實現(xiàn)的。可以把它作為一個信息的中心。使用該服務(wù)的生產(chǎn)者和消費者都以Zookeeper中的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。即：
- 生產(chǎn)者可以改變Zookeeper的節(jié)點，或者節(jié)點上的數(shù)據(jù)
- 消費者通過訂閱Zookeeper節(jié)點，從而能夠在節(jié)點變動時收到通知
基于這樣的機制，將Zookeeper作為信息中心，便可以實現(xiàn)分布式系統(tǒng)中節(jié)點狀態(tài)的最終一致性。
2、特點
Zookeeper具有以下特點：
- 最終一致性：客戶端不論連接到哪個Zookeeper的哪一個節(jié)點，都會收到同一份狀態(tài)。這是zookeeper最重要的性能。
- 可靠性：Zookeeper集群具有簡單、健壯、良好的性能，如果消息m被到一臺server接受，那么它將被所有的server接受。
- 實時性：Zookeeper保證client將在一個時間間隔范圍內(nèi)獲得server的更新信息，或者server失效的信息。但由于網(wǎng)絡(luò)延時等原因，Zookeeper不能保證兩個client能同時得到剛更新的數(shù)據(jù)，如果需要最新數(shù)據(jù)，應(yīng)該在讀數(shù)據(jù)之前調(diào)用sync()接口。
- 等待無關(guān)（wait-free）：慢的或者失效的client不得干預(yù)快速的client的請求，使得每個client都能有效的等待。
- 原子性：更新只能成功或者失敗，沒有中間狀態(tài)。
- 順序性：包括全局有序和偏序兩種：全局有序是指如果在一臺server上消息a在消息b前發(fā)布，則在所有Server上消息a都將在消息b前被發(fā)布；偏序是指如果一個消息b在消息a后被同一個發(fā)送者發(fā)布，a必將排在b前面。
3、zookeeper應(yīng)用場景
- 數(shù)據(jù)發(fā)布與訂閱：應(yīng)用配置集中到節(jié)點上，應(yīng)用啟動時主動獲取，并在節(jié)點上注冊一個watcher，每次配置更新都會通知到應(yīng)用。
- 名空間服務(wù)：分布式命名服務(wù)，創(chuàng)建一個節(jié)點后，節(jié)點的路徑就是全局唯一的，可以作為全局名稱使用。
- 分布式通知/協(xié)調(diào)：不同的系統(tǒng)都監(jiān)聽同一個節(jié)點，一旦有了更新，另一個系統(tǒng)能夠收到通知。
- 分布式鎖：Zookeeper能保證數(shù)據(jù)的強一致性，用戶任何時候都可以相信集群中每個節(jié)點的數(shù)據(jù)都是相同的。一個用戶創(chuàng)建一個節(jié)點作為鎖，另一個用戶檢測該節(jié)點，如果存在，代表別的用戶已經(jīng)鎖住，如果不存在，則可以創(chuàng)建一個節(jié)點，代表擁有一個鎖。
- 集群管理：每個加入集群的機器都創(chuàng)建一個節(jié)點，寫入自己的狀態(tài)。監(jiān)控父節(jié)點的用戶會受到通知，進(jìn)行相應(yīng)的處理。離開時刪除節(jié)點，監(jiān)控父節(jié)點的用戶同樣會收到通知。如圖：
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- 配置管理：在分布式應(yīng)用環(huán)境中很常見，例如同一個應(yīng)用系統(tǒng)需要多臺節(jié)點運行，但是它們運行的應(yīng)用系統(tǒng)的某些配置項是相同的，如果要修改這些相同的配置項，那么就必須同時修改每臺運行這個應(yīng)用系統(tǒng)的 PC Server，這樣非常麻煩而且容易出錯。像這樣的配置信息完全可以交給 Zookeeper 來管理，將配置信息保存在 Zookeeper 的某個目錄節(jié)點中，然后將所有需要修改的應(yīng)用機器監(jiān)控配置信息的狀態(tài)，一旦配置信息發(fā)生變化，每臺應(yīng)用機器就會收到 Zookeeper 的通知，然后從 Zookeeper 獲取新的配置信息應(yīng)用到系統(tǒng)中。如圖：
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