一、介绍

1、介绍

分布式服务管理框架，存储和管理元数据，为分布式应用提供一致性服务
可以实现文件系统+通知机制
是树形结构，每个结点被称为ZNode（1MB）

2、常见功能

集群管理：监控结点存活状态、运行请求
主节点选取：从备用结点中选主
分布式锁：提供独占锁（即排他锁，一次只能一个线程使用资源）、共享锁（读锁共享，读写互斥），并对其进行控制
命名服务：客户端根据指定名字获得资源或服务的地址

3、特点

主从集群
半数以上，正常工作
请求顺序执行
数据更新具有原子性

4、应用场景

统一命名服务（通过配置借助域名访问而无需IP）
统一配置管理（快速同步集群配置）
统一集群管理（监控节点的状态变化）
服务器节点动态上下线（上下线通知）
软负载均衡（记录服务器访问次数）

二、使用

1、部署模式

单机部署：一台集群上运行；
集群部署：多台集群运行；
伪集群部署：一台集群启动多个 Zookeeper 实例运行

2、cli启动停止命令

启动zk服务bin/zkServer.sh start
停止bin/zkServer.sh stop
查看状态bin/zkServer.sh status
启动客户端bin/zkCli.sh
退出quit

3、znode命令行操作

查看子节点：ls path
获得节点的值：get path
递归删除节点：delete all 或 rmr /sanguo/shuguo
创建临时节点：create -e /sanguo/wuguo “zhouyu”

4、常见配置参数

配置文件是：zoo.cfg
tickTime =2000：通信心跳数
initLimit =10：LF初始通信时限
syncLimit =5：LF同步通信时限
dataDir：数据文件目录+数据持久化路径
clientPort =2181：客户端连接端口

三、特点

1、ZAB协议介绍

（1）概念
为Zookeeper设计的支持崩溃恢复的原子广播协议。包括两种基本模式：崩溃恢复和消息广播。
（2）步骤
当Zookeeper集群刚启动或Leader宕机、重启或者网络故障导致不存在过半的服务器与Leader服务器保持正常通信时，所有服务器进入崩溃恢复模式。
首先选举产生新的Leader服务器，然后Follower服务器开始与新的Leader服务器进行数据同步。
当集群中超过半数机器与该Leader服务器完成数据同步之后，退出恢复模式进入消息广播模式，Leader服务器开始接收客户端的事务请求进行事务请求处理。

2、主从节点状态同步

（1）概述
Zk的核心是使用原子广播机制保证server之间的同步，实现该机制的协议即为ZAB协议。
（2）组成
恢复模式：leader选举、状态同步
广播模式：接收请求，进行处理

3、通知机制

client端使用watcher事件监听znode。
当znode发生变化时，client会收到zk的通知，client可以根据znode变化进行业务修改。

4、两阶段和三阶段提交

（1）两阶段提交协议-2PC
投票阶段：协调者询问参与者是否可以执行提交，并等待响应
提交执行阶段：所有参与者同意后完成操作，并向协调者发送完成消息
存在问题：节点事务阻塞，参与者/协调者发生故障，会导致事务失败

（2）三阶段提交协议-3PC（引入超时机制）
CanCommit阶段：询问能否提交，以及响应反馈
PreCommit阶段：预提交并进行响应反馈
doCommit阶段：执行真正的事务提交

5、宕机如何处理

如果一个Leader 宕机，Zookeeper会选举出新的Leader；
当一个节点宕机时，其他节点会继续提供服务。
如果一个Follower宕机，Zookeeper上的数据有多个副本，数据并不会丢失。

超过半数的节点正常，集群才能正常提供服务；只剩不到一半节点能工作，集群才失效。

6、半数/选举机制

安装奇数台
集群最少需要机器数：3

7、节点类型

PERSISTENT：持久节点，除非手动删除，否则节点一直存在于 Zookeeper 上。
EPHEMERAL：临时节点，临时节点的生命周期与客户端会话绑定，一旦客户端会话失效（客户端与 Zookeeper连接断开不一定会话失效），客户端创建的所有临时节点会被移除。
PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久顺序节点，基本特性同持久节点，只是增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。
EPHEMERAL_SEQUENTIAL：临时顺序节点，基本特性同临时节点，增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。

8、监听器原理

监听服务器节点，任意一台客户端都能实时感知到主节点服务器的上下线
获取子节点信息：client.getServerList();
main创建两个线程connect和listener

9、Paxos算法

基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法

10、写数据流程