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ZooKeeper 特點/設(shè)計目的

ZooKeeper 作為一個集群提供數(shù)據(jù)一致的協(xié)調(diào)服務(wù)，自然，最好的方式就是在整個集群中的 各服務(wù)節(jié)點進行數(shù)據(jù)的復(fù)制和同步。

數(shù)據(jù)復(fù)制的好處

1、容錯：一個節(jié)點出錯，不至于讓整個集群無法提供服務(wù)

2、擴展性：通過增加服務(wù)器節(jié)點能提高 ZooKeeper 系統(tǒng)的負載能力，把負載分布到多個節(jié)點上

3、高性能：客戶端可訪問本地 ZooKeeper 節(jié)點或者訪問就近的節(jié)點，依次提高用戶的訪問速度

設(shè)計目的

1、最終一致性：client不論連接到哪個Server，展示給它都是同一個視圖，這是zookeeper最重要的性能。 
2、可靠性：具有簡單、健壯、良好的性能，如果消息被到一臺服務(wù)器接受，那么它將被所有的服務(wù)器接受。 
3、實時性：Zookeeper保證客戶端將在一個時間間隔范圍內(nèi)獲得服務(wù)器的更新信息，或者服務(wù)器失效的信息。但由于網(wǎng)絡(luò)延時等原因，Zookeeper不能保證兩個客戶端能同時得到剛更新的數(shù)據(jù)，如果需要最新數(shù)據(jù)，應(yīng)該在讀數(shù)據(jù)之前調(diào)用sync()接口。 
4、等待無關(guān)（wait-free）：慢的或者失效的client不得干預(yù)快速的client的請求，使得每個client都能有效的等待。 
5、原子性：更新只能成功或者失敗，沒有中間狀態(tài)。 
6、順序性：包括全局有序和偏序兩種：全局有序是指如果在一臺服務(wù)器上消息a在消息b前發(fā)布，則在所有Server上消息a都將在消息b前被發(fā)布；偏序是指如果一個消息b在消息a后被同一個發(fā)送者發(fā)布，a必將排在b前面。 

ZooKeeper 典型應(yīng)用場景

命名服務(wù)

　　命名服務(wù)是分布式系統(tǒng)中較為常見的一類場景，分布式系統(tǒng)中，被命名的實體通?？梢允羌?群中的機器、提供的服務(wù)地址或遠程對象等，通過命名服務(wù)，客戶端可以根據(jù)指定名字來獲 取資源的實體、服務(wù)地址和提供者的信息。Zookeeper 也可幫助應(yīng)用系統(tǒng)通過資源引用的方 式來實現(xiàn)對資源的定位和使用，廣義上的命名服務(wù)的資源定位都不是真正意義上的實體資源， 在分布式環(huán)境中，上層應(yīng)用僅僅需要一個全局唯一的名字。Zookeeper 可以實現(xiàn)一套分布式 全局唯一 ID 的分配機制。

配置管理

　　程序總是需要配置的，如果程序分散部署在多臺機器上，要逐個改變配置就變得困難?，F(xiàn)在 把這些配置全部放到 ZooKeeper 上去，保存在 ZooKeeper 的某個目錄節(jié)點中，然后所有相關(guān)應(yīng)用程序?qū)@個目錄節(jié)點進行監(jiān)聽，一旦配置信息發(fā)生變化，每個應(yīng)用程序就會收到 ZooKeeper 的通知，然后從 ZooKeeper 獲取新的配置信息應(yīng)用到系統(tǒng)中就好

集群管理

所謂集群管理無在乎兩點：是否有機器退出和加入、選舉 master。

　　對于第一點，所有機器約定在父目錄 GroupMembers 下創(chuàng)建臨時目錄節(jié)點，然后監(jiān)聽父目錄 節(jié)點的子節(jié)點變化消息。一旦有機器掛掉，該機器與 ZooKeeper 的連接斷開，其所創(chuàng)建的 臨時目錄節(jié)點被刪除，所有其他機器都收到通知：某個兄弟目錄被刪除，于是，所有人都知 道：有兄弟掛了。新機器加入也是類似，所有機器收到通知：新兄弟目錄加入，又多了個新 兄弟。

　　對于第二點，我們稍微改變一下，所有機器創(chuàng)建臨時順序編號目錄節(jié)點，每次選取編號最小 的機器作為 master 就好。當(dāng)然，這只是其中的一種策略而已，選舉策略完全可以由管理員 自己制定。

分布式鎖

有了 ZooKeeper 的一致性文件系統(tǒng)，鎖的問題變得容易。 鎖服務(wù)可以分為兩三類

一個是寫鎖，對寫加鎖，保持獨占，或者叫做排它鎖，獨占鎖

一個是讀鎖，對讀加鎖，可共享訪問，釋放鎖之后才可進行事務(wù)操作，也叫共享鎖

一個是控制時序，叫時序鎖

　　對于第一類，我們將 ZooKeeper 上的一個 znode 看作是一把鎖，通過 createznode 的方式來 實現(xiàn)。所有客戶端都去創(chuàng)建 /distribute_lock 節(jié)點，最終成功創(chuàng)建的那個客戶端也即擁有了 這把鎖。用完刪除掉自己創(chuàng)建的 distribute_lock 節(jié)點就釋放出鎖

　　對于第二類， /distribute_lock 已經(jīng)預(yù)先存在，所有客戶端在它下面創(chuàng)建臨時順序編號目錄 節(jié)點，和選 master 一樣，編號最小的獲得鎖，用完刪除，依次有序

隊列管理

　　兩種類型的隊列：

　　1、同步隊列：當(dāng)一個隊列的成員都聚齊時，這個隊列才可用，否則一直等待所有成員到達。

　　2、先進先出隊列：隊列按照 FIFO 方式進行入隊和出隊操作。

　　第一類，在約定目錄下創(chuàng)建臨時目錄節(jié)點，監(jiān)聽節(jié)點數(shù)目是否是我們要求的數(shù)目。

　　第二類，和分布式鎖服務(wù)中的控制時序場景基本原理一致，入列有編號，出列按編號。 同步隊列的流程圖：