Zookeeper基础初探
Zookeeper系列介绍（持续更新）
ZooKeeper是一种为分布式应用提供高性能、高可用，且具有严格顺序访问控制能力的分布式协调服务。它主要应用在数据的发布/订阅、命名服务、服务注册、分布式锁、Leader选举、分布式队列、分布式ID生成等场景。这些场景下的使用方式该系列后续会详细介绍，本文主要介绍ZooKeeper基础概念。
Zookeeper目标
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高性能：Zookeeper将全部数据存储在内存中，以此实现高吞吐和低延迟，适合应用于读较多的场景；
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高可用：Zookeeper通常以集群模式部署，集群中服务器之间相互通信，只要一半以上的服务器能正常工作，那么集群就能正常对外提供服务，官网上集群示意图如下；
集群示意图
- 顺序访问：对于客户端的每个更新请求，Zookeeper都会分配一个全局唯一的递增编号zxid（ZooKeeper Transaction Id），这个编号反应了所有事务操作的先后顺序，应用程序可以使用 ZooKeeper这个特性来实现更高层次的同步原语；
Zookeeper特性
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顺序一致性：从同一客户端发起的事务请求，最终会严格按照顺序进入Zookeeper服务中；
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原子性：所有请求的处理结果在整个集群中所有机器上的应用情况是一致的，换句话说，要么整个集群中所有服务器都成功处理了某个请求，要么都没处理，绝不会出现只有一部分处理成功的情况；
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单一性：无论客户端连到哪一个 ZooKeeper 服务器上，客户端获得的数据状态都是一致的，因为集群中服务器之间都会数据同步，保证一致性；
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可靠性：每次更新请求被响应，更新的结果就会被持久化，直到被下一次更新结果覆盖；
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实时性：当客户端请求被Zookeeper服务器处理后，Zookeeper仅保证客户端在一段时间内一定能获取最新的服务器数据状态，即Zookeeper保证数据状态的最终一致性，不一定保证数据的强一致性；
Zookeeper集群中的角色
Leader：领导者角色。集群通过选举过程从所有服务器中选举其中一台作为Leader，Leader为客户端提供读和写服务，它是整个集群工作机制的核心。主要承担的任务为：
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事务请求的唯一调度者和处理者，以此保证集群事务处理的顺序性；
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集群内部各服务器的调度者；
Follower：追随者角色。主要承担的任务为：
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参与Leader选举投票；
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处理客户端非事务请求【读请求】；
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转发事务请求【创建、更新、删除节点等请求】给Leader服务器；
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参与事务请求的Proposal提议；
Observer：观察者角色。工作原理和Follower基本一致，唯一区别是Observer不参与任何形式的投票；
集群中角色及职责
Session
- Session(会话)是ZooKeeper中的会话实体，代表了一个客户端会话，其包含4个属性。
| Session属性 | 解释 |
|---|---|
| SESSIONID | 唯一标识一个会话，每个客户端创建会话时，服务器都会为其分配一个全局唯一的SessionID |
| TimeOut | 会话超时时间，在客户端创建TCP连接时指定 |
| TickTime | Zookeeper自定义的时间单位，超时时间一般为2*TickTime~~20*TickTime |
| IsClosing | 客户端重新成功连接服务器后，客户端当前状态 |
- Zookeeper客户端启动时会与服务器建立一个TCP长连接。从连接指令发出后，客户端Session的生命周期就开始了，在整个生命周期内会切换不同的会话状态。
| Session状态 | 解释 |
|---|---|
| CONNECTING | 客户端开始创建Zookeeper对象时，客户端当前状态 |
| CONNECTED | 客户端成功连接服务器后，客户端当前状态 |
| RECONNECTING | 由于网络抖动等原因导致客户端与服务器闪断，客户端会尝试重连，客户端当前状态 |
| RECONNECTED | 客户端重新成功连接服务器后，客户端当前状态 |
| CLOSE | 当会话过期时，客户端当前状态 |
- 通过该TCP连接，客户端能够通过心跳检测与服务器保持有效的会话，也能够向服务器发送请求并接受响应，还能够接收来自服务器的 watch 事件通知，便于实时响应某些操作。
Zookeeper客户端操作
| 操作 | 解释 |
|---|---|
| help | 列出客户端可执行的命令 |
| addauth scheme auth | 用于身份认证 |
| history | 用于列出最近的命令历史，可以和redo配合使用 |
| redo cmdno | 再次执行某个命令，cmdno表示命令的id，该id一般通过history查找 |
| printwatches on|off | 是否关闭客户端监视状态，值为on或off |
| connect host:port | 客户端连接Zookeeper |
| quit | 退出客户端 |
