一、介绍

1.zookeeper是分布式协调工具

2.zookeeper=文件系统+通知机制

1）文件系统：由znode组成

2）通知机制：客户端可以监听znode子目录或znode中存储的内容，一旦监听的东西发生变化，会收到zookeeper的通知，客户端从而可以做出相应反应。

二、特点

1、zookeeper是server组成的集群，会从server选举出一个leader其余为follower。

1）leader负责投票的发起和决议，更新服务系统状态。

2）follower负责在选举leader过程中参与投票，接收客户端请求并向客户端返回结果。

2、集群只要有半数以上节点存活，zookeeper集群就能正常服务。

3、全局数据一致。

每个server存储相同的数据，客户端无论连接哪个server，看到的数据都是一样的。

4、数据更新原子性

一次数据更新要么成功，要么失败。

5、更新请求顺序进行

来自同一个客户端的更新请求按其发送顺序依次执行。

6、实时性

客户端能读到最新的数据（在一定的时间范围内）。

三、节点的类型

操作:zookeeper节点类型 - Forever77 - 博客园

1、持久化目录节点（persistent）

客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在。

2、持久化顺序目录节点（persistent_sequential）

该节点创建时，名称进行顺序编号，客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在。

3、临时目录节点（ephemeral）

客户端与zookeeper断开连接后，该节点删除。

4、临时顺序目录节点（ephemeral_sequential）

该节点创建时名称进行顺序编号，客户端与zookeeper断开连接后，该节点删除。

四、zookeeper几个服务器节点

单数机制：2N+1 (安装奇数台)

10台服务器：3台

20台服务器：5台

100台服务器：11台

五、选举机制

1、zookeeper服务器启动时期的Leader选举

这里选取3台机器组成的集群为例，在集群初始化的阶段，当有一台服务器Server1启动时，其单独无法进行Leader的选举。

当第二台服务器Server2启动时，此时两台机器可以相互通信，每台机器都试图找到Leader，于是进入了Leader选举过程，选举过程如下：

【1】每一个Server发出一个投票

由于是初始情况，Server1和Server2都会将自己作为Leader服务器进行投票，每次投票包含所有推举的服务器的SID和ZXID，使用(sid,zxid)来标识，此时Server1的投票为(1,0),Server2的投票为(2,0)，然后各个将这个投票发给集群中的其他机器。

【2】接收来自各个服务器的投票

集群的每个服务器收到投票后，首先判断该投票的有效性，如检查是否是本轮投票，是否来自LOOKING状态的服务器。

【3】变更投票

针对每一个投票，服务器都需要将别人的投票和自己的投票进行PK，PK规则如下：

优先检查ZXID,ZXID较大的服务器作为Leader；ZXID相等的，SID大的作为Leader。

对于Server1而言，它的投票是(1,0)，接收Server2的投票为(2,0)，首先会比较两者的ZXID,server1的sid=server2的sid；再比较SID，此时Server2的SID

对于Server2而言，不做任何处理。

【4】选举Leader 

当集群中有一台机器收到了半数以上的投票，该投票的sid即为Leader。其他为Follower。此时，Server2为Leader，Server1，Server3为Follower。

Leader变更自己的状态为LEADING；FOLLOWER变更自己的状态为FOLLOWING。

2、服务器运行时期Leader选举

1）集群中已经存在Leader

此种情况一般都是某台机器启动得比较晚，在其启动之前，集群已经在正常工作，对于这种情况，该机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器而言，仅仅需要和Leader节点建立起连接，并进行状态同步即可。

2）集群中不存在Leader

【1】第一次投票。

无论是哪种情况导致Leader选举，集群的所有机器都处理试图选举出一个Leader的状态，即LOOKING状态。LOOKING机器向所有其他机器发送信息，该消息称为投票，投票中包含了SID(服务器的唯一标识)和ZXID(事务ID)，(SID,ZXID)形式标识一次投票信息。

假定zookeeper由5台机器组成，SID分别为1,2,3,4,5；ZXID为9,9,9,8,8并且此时SID为2的机器为Leader，某一刻1,2所在的机器出现故障，因此集群开始进行Leader选举。在第一次投票时，每台机器都会将自己作为投票的对象，于是SID为3,4,5的机器投票情况为(3,9) (4,8) (5,8)。

【2】接收投票

接收到来自每个服务器的投票。

【3】变更投票

每台机器发出投票后，也会收到其他机器的投票，每台机器根据一定的规则来处理其他机器的投票，并以此来决定是否需要变更自己的投票，这个规则也是整个Leader选举算法的核心所在，其中术语描述如下：

vote_sid：接收到的投票中所推举Leader服务器的SID

vote_zxid：接收到的投票中所推举Leader服务器的ZXID

self_sid：当前服务器自己的SID

self_zxid：当前服务器自己的ZXID

每次对接收到的投票的处理，都是对(vote_sid,vote_zxid)和(self_sid,self_zxid)对比的过程。

规则一：如果vote_zxid大于self_zxid，就认可收到的投票，并再次将投票发送出去。

规则二：如果vote_zxid小于self_zxid，那么坚持自己的投票，不做任何处理。

规则三：如果vote_zxid=self_zxid那么就对比两者的SID，如果vote_sid>selft_sid那么就认可当前收到的投票，并再次将投票发送出去。

规则四：如果vote_zxid=self_zxid，并且vote_sid

【4】确定Leader

经过第二轮投票后，集群中每台机器都会再次接收到其他机器的投票，然后开始统计投票，如果一台机器收到了超过半数的相同投票，那么这个投票对应的sid机器即为Leader，此时Server3将成为Leader。

【5】注

zxid由两部分组成

高32位为epoch(纪元)：每当zookeeper的Leader发生一次变换epoch+1

低32位为counter(计数器)：每当数据更新一次counter+1 

六、监听

1、程序的入口

main()方法对应一个main线程

2、在该main线程中创建zookeeper客户端

new Zookeeper()，创建客户端的同时会创建两个线程：1）sendThread：发送注册监听事件的线程2）eventThread：发送变化通知给客户端的线程

3、通过sendThread线程将注册的监听事件发送给zookeeper

getChildren("/",true) 第一个参数为监听的路径,第二个参数为true表示开启监听.

4、将注册监听事件添加到zookeeper的注册监听器列表中。 

5、当zookeeper监听到变化时，就会将这个消息发送给eventThread线程。

6、eventThread线程内部调用了precess()方法进行业务处理

注：zookeeper一共有3个方法可以实现Watch：1）getData：该方法仅监控对应节点数据的一次变化，可以是该节点中该数据的修改或对该节点的删除。2）exists(final String path,boolean watcher) 判断该Znode是否存在
开启监听时与getData的作用一毛一样3）getChildren(String path,boolean watch)
该方法用于获取某一路径下所有的直接子节点，第一个参数为路径，第二个参数为是否监听直接子目录节点的增删，该方法仅监控对应及诶单直接子目录的一次变化，且只监听直接子目录下节点的增减情况，不会监控数据的变化。

七、常用命令

create、get、ls