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（书）从Paxos到Zookeeper
（博客）Zookeeper 3、Zookeeper工作原理（详细）

一、 概述：高效的分布式协调服务

它是一个分布式服务框架，是Apache Hadoop 的一个子项目，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。

Zookeeper

Zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个Server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（选主）和广播模式（同步）。当服务启动或者在领导者崩溃后，Zab就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数Server完成了和leader的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。
为了保证事务的顺序一致性，zookeeper采用了递增的事务id号（zxid）来标识事务。所有的提议（proposal）都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字，它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变，每次一个leader被选出来，它都会有一个新的epoch，标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。
每个Server在工作过程中有三种状态：

• LOOKING：当前Server不知道leader是谁，正在搜寻
• LEADING：当前Server即为选举出来的leader

• FOLLOWING：leader已经选举出来，当前Server与之同步

  角色

• 领导者（leader）：负责进行投票的发起和决议，更新系统状态

• 学习者（learner）：包括跟随者（follower）和观察者（observer），follower用于接受客户端请求并想客户端返回结果，在选主过程中参与投票Observer可以接受客户端连接，将写请求转发给leader，但observer不参加投票过程，只同步leader的状态，observer的目的是为了扩展系统，提高读取速度
• 客户端（client）：请求发起方

Zookeeper 的读写机制

Zookeeper是一个由多个server组成的集群
一个leader，多个follower
每个server保存一份数据副本
全局数据一致
分布式读写
更新请求转发，由leader实施
**

Zookeeper节点数据操作流程

注：1.在Client向Follwer发出一个写的请求
　　2.Follwer把请求发送给Leader
　　3.Leader接收到以后开始发起投票并通知Follwer进行投票
　　4.Follwer把投票结果发送给Leader
　　5.Leader将结果汇总后如果需要写入，则开始写入同时把写入操作通知给Leader，然后commit;
　　6.Follwer把请求结果返回给Client

Follower主要有四个功能：

• 1. 向Leader发送请求（PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息）；
• 2 .接收Leader消息并进行处理；
• 3 .接收Client的请求，如果为写请求，发送给Leader进行投票；
• 4 .返回Client结果。

Follower的消息循环处理如下几种来自Leader的消息：

• PING消息： 心跳消息；
• PROPOSAL消息：Leader发起的提案，要求Follower投票；
• COMMIT消息：服务器端最新一次提案的信息；
• UPTODATE消息：表明同步完成；
• REVALIDATE消息：根据Leader的REVALIDATE结果，关闭待revalidate的session还是允许其接受消息；
• SYNC消息：返回SYNC结果到客户端，这个消息最初由客户端发起，用来强制得到最新的更新。