什么是ZooKeeper？
ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务框架，它提供了简单的API，用于处理在大规模分布式环境中出现的一些复杂的问题，例如协调、同步、命名和提供分布式锁等。
ZooKeeper的特点
- 高可用性：ZooKeeper采用了主从架构，当主服务器宕机时，能够自动切换到备用服务器。
- 一致性：ZooKeeper维护了一个数据树的副本，所有副本在任何时刻的数据都是一致的。
- 顺序性：ZooKeeper为每个更新操作分配了一个全局唯一的严格递增的编号，通过这个编号可以实现全局有序。
- 可靠性：ZooKeeper将数据存储在内存中，保证了高速的读写操作，并通过快照和事务日志的方式来保证数据的持久化。
ZooKeeper的应用场景
- 配置管理：ZooKeeper可以用来集中管理分布式系统的配置信息，当配置信息发生变化时，ZooKeeper会通知所有的节点进行相应的更新。
- 分布式锁：ZooKeeper提供了一种简单的分布式锁实现方式，利用临时有序节点可以快速实现分布式锁的特性。
- 领导者选举：ZooKeeper可以用于实现分布式系统中的领导者选举，通过对ZooKeeper节点的监控，选举出一个节点作为领导者。
- 数据发布与订阅：ZooKeeper可以用作发布/订阅系统，当数据发生变化时，ZooKeeper会通知所有订阅者进行相应操作。
- 分布式协调：ZooKeeper可以用来实现分布式系统中的一致性协调，例如分布式事务、分布式任务调度等。
ZooKeeper的工作原理
ZooKeeper基于ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议来实现数据一致性。ZAB协议分为两个阶段：崩溃恢复和消息广播。
-
崩溃恢复：当ZooKeeper集群中的节点发生宕机或网络故障时，集群会进入崩溃恢复模式。在该模式下，ZooKeeper会选举出一个节点作为领导者，并从领导者节点上获取最新的数据进行恢复。
-
消息广播：在正常工作模式下，ZooKeeper会将客户端发送的请求转发给领导者节点。领导者节点会将这些请求转换为事务，并将事务发送给集群中的所有节点进行处理。一旦多数节点都对该事务进行了确认，领导者节点就会提交该事务，并将结果返回给客户端。
ZooKeeper的架构
ZooKeeper采用主从架构，集群中有一个主服务器和多个从服务器。主服务器负责处理客户端的读写请求，而从服务器负责处理客户端的读请求。
ZooKeeper将数据组织为一颗树状结构，称为ZNode。每个ZNode可以存储一个小于1MB的数据，以及一些元数据信息，例如创建时间、修改时间等。
ZooKeeper的API
ZooKeeper提供了一系列的API操作，用于管理和操作ZNode。常用的API包括：
- 创建ZNode：create(path, data, flags)方法用于创建一个ZNode。
- 读取ZNode：getData(path, watcher, stat)方法用于读取指定路径的ZNode数据。
- 更新ZNode：setData(path, data, version)方法用于更新指定路径的ZNode数据。
- 删除ZNode：delete(path, version)方法用于删除指定路径的ZNode。
总结
ZooKeeper是一个强大的分布式协调服务框架，通过提供可靠的分布式一致性功能和简单的API，帮助开发人员解决分布式系统中的一些复杂问题。从配置管理到分布式锁，从领导者选举到分布式协调，ZooKeeper都能够提供有效的解决方案。了解ZooKeeper的原理和架构，掌握其API的使用方法，对于开发分布式系统是非常有帮助的。
本文来自极简博客，作者：幽灵船长酱，转载请注明原文链接：ZooKeeper分布式协调服务框架解读
