02 | 什么是 zookeeper？

1. 什么是 zookeeper ？

zookeeper 是一个开源的分布式应用的协同服务

zookeeper 的设计目标是对复杂易错的分布式应用的协同操作进行抽象和封装：

• 简单的数据模型
• 集群
• 顺序访问
• 高性能

zookeeper 的特性：

• 顺序一致性，zookeeper 的对于客户端的请求，严格按照发起顺序进行处理
• 原子性，事务性请求的原子性，要么全部失败，要么全部成功
• 可靠性，一定事务请求成功，集群所有节点对于该请求的后续响应都是一致性，除非有其他请求进行修改
• 实时性，从 zookeeper 集群节点获取的数据都是最新的
• 单一视图，从 zookeeper 集群节点获取的数据始终是一致的

2. zookeeper 提供哪些服务？

应用程序要使用 zookeeper ，需要引入对应的 zookeeper 客户端

zookeeper 典型的应用场景：

• 统一配置管理
• 统一命名服务
• DNS 服务
• 组成员管理（主从管理、负载均衡）
• 分布式锁的实现

zookeeper 更适用来存储一些关键数据，如配置文件、应用状态等，不适用于较大的数据量的存储

实际示例：

• Hadoop：使用 zookeeper 做 Namenode 的高可用
• HBase：通过 zookeeper 保证集群中只有一个 master，保存集群中的 RegionServer 列表、保存 hbase:meta 表的位置
• Kafka：集群成员管理，controller 节点的选举

3. zookeeper 的数据模型

zookeeper 的数据模型是层次模型，类似于标准的文件系统

为什么使用层次模型而不是 K-V 模型：

1. 层次模型的树形结构更容易表达数据之间的层次关系
2. 层次模型的树形结构便于为不同的应用分配独立的命名空间

zookeeper 的层次模型的每个节点称为 znode，每个 znode 都可以保存数据（这是和文件系统的区别）

图示：

zookeeper 对外提给了一个简化的类文件系统的 API 来访问 znode：

1. znode 以 UNIX 风格的路径进行命名，以 / 进行分隔
2. znode 除了保存的数据，还以Key-Value 的形式保存了相关的版本信息等状态属性
3. znode 的所有操作都是 wait-free，就是正执行的操作不影响其他 API
4. znode 最多存储 1 MB 的数据

znode 的状态属性：

Key	--
cZxid	znode 创建时的事务 ID
ctime	znode 创建的时间
mZxid	最后修改 znode 的事务 ID
mtime	最后修改 znode 的时间
pZxid	表示该节点的子节点列表最后一次修改的事务 ID
cversion	子节点版本号，子节点每次修改版本号加1
dataversion	数据版本号，数据每次修改该版本号加1
aclversion	权限版本号，权限每次修改该版本号加1
ephemeralOwner	创建该临时节点的会话的sessionID
dataLength	该节点的数据长度
numChildren	直接子节点的数量

pZxid：只有子节点的创建或者删除才会变更该值

ephemeralOwner：如果是持久性节点，这个值为 0

znode 的划分

znode 可以是永久性的，也可以是临时性的：

• 永久性的 znode（PERSISTENT）在创建后即时 zookeeper 宕机或者 client 会话结束也不会丢失
• 临时性的 znode（EPHEMERAL）如果 zookeeper 或者 client 会话结束后就会丢失

znode 也可以是顺序性，顺序性的 znode 关联一个唯一的 单调递增整数作为后缀或者命名：

• 永久性的顺序 znode（PERSISTENT_SEQUENTIAL），具有顺序性的永久 znode
• 临时性的顺序 znode（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）

znode 主要划分为上面四种

4. znode 的简单API

通过 zkCli 可以对 zookeeper 进行一些简单操作：

命令	作用
help	可以展示 zkCli 支持的命令
ls	展示 zookeeper 下的 znode，参数 -R 表示向下递归
ls2	同 ls 命名，但是展示的数据更多
get	获取 znode 的数据和状态信息
stat	获取 znode 的状态信息数据
create	创建 znode 并赋值，-e 表示创建的 znode 是临时性的，-s表示是顺序性的
set	修改 znode 的数据
delete	删除 znode