动物园的铲屎官Zookeeper——原理篇
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前言
hadoop生态圈中的动物有点点多，所以我们的zookeeper光荣的担任了铲屎官这一工作，鼓掌~~~~。
一、Zookeeper是什么
Zookeeper是一个开源的，分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目。
两大功能：Zookeeper = 文件系统（存储数据） + 通知机制。
举例解释：当微信公众号推送文章的时候，微信服务器做了两件事。第一，将公众号发布的文章保存下来，这实现了文件系统，保存了文件。第二，将文章推送给订阅了该公众号的用户，这实现了通知功能。如下图中腾讯服务器集群也就是zookeeper集群。
二、Zookeeper集群特点
通常我们会搭建zookeeper集群，在Zookeeper集群中有一个领导者（leader）多个跟随者（f跟随者（follower），他们共同组成了Zookeeper集群，具有以下特点。
1、leader负责发起投票和决议，更新整集群的状态。
2、follower用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举leader过程中参与投票。
3、集群中只要有半数以上的节点存活，Zookeeper集群就可以正常服务。
4、全局数据一致性：每个server保存一份相同的数据副本，client不管连接哪个server，获取的数据都是相同的。
5、更新请求顺序进行，同一个client的更新请求，按照其发送顺序依次执行。
6、数据更新一致性：一次数据更新，要么成功更新，要么失败。
7、实时性：在一定时间范围内，client能实时更新。
三、Zookeeper的数据结构
Zookeeper 数据模型的结构和 Unix 很像，都有一个根节点 / 。在根节点下面是一个个子节点，称之为 Znode ，Znode 是Zookeeper 中最小的数据单位。每个 Znode 下面还可以再挂 Znode ，这样一层层下去就形成了一个层次化命名空间 Znode 树，我们称之为 Znode Tree。
Zookeeper 中每一个数据节点都是一个 Znode 。如下图根节点下有两个节点，分别是：znode1、znode2，znode1下又有两个子节点 leaf1 和 leaf2 ，znode2 下 有 leaf 节点。我们可以在这五个节点下存储信息。
Zookeeper 将数据存储在 Znode 上，每个 Znode 默认可以存储 1MB 的数据，每个节点可以通过其路径唯一标识。
1. Znode类型
（1）临时节点（客户端和服务器断开连接后，创建的节点会被删除）
1） 临时普通节点 ：客户端与 Zookeeper 断开后，该节点被删除。
2）临时带序号节点：Zookeeper给该节点名称进行顺序编号，客户端与 Zookeeper 断开后，该节点被删除。
（2）永久节点（客户端和服务器断开连接后，创建的节点不会删除）
1）永久普通节点：客户端与 Zookeeper 断开后，该节点依旧存在。
2）永久带序号节点：Zookeeper给该节点名称进行顺序编号，客户端与 Zookeeper 断开后，该节点依旧存在。
2. stat结构体
1）czxid- create 引起这个znode创建的zxid，创建节点的事务的zxid
每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳，也就是ZooKeeper事务ID。
事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid，如果zxid1小于zxid2，那么zxid1在zxid2之前发生。
2）ctime - create znode被创建的毫秒数(从1970年开始)
3）mzxid - modify znode最后更新的zxid
4）mtime - modify znode最后修改的毫秒数(从1970年开始)
5）pZxid-znode最后更新的子节点zxid
6）cversion - znode子节点变化号，znode子节点修改次数
7）dataversion - znode数据变化号
8）aclVersion - znode访问控制列表的变化号
9）ephemeralOwner- 如果是临时节点，这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。
10）dataLength- znode的数据长度
11）numChildren - znode子节点数量
三、Zookeeper内部原理
1. 监听器原理
监听原理详解，如上图
（1）首先要有一个main() 线程。
（2）在 main() 线程中创建一个客户端（zkClient），这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信（connect），一个负责监听（listener）。
（3）通过 connect 线程，将注册的监听事件发送给Zookeeper。
（4）Zookeeper会进行记录，将注册的监听事件添加到zookeeper的注册监听器列表中。
（5）Zookeeper监听到有数据或者路径变化，就会将这个消息发送给listener线程。
（6）listener 线程内部调用了 process() 方法。
2. 写数据流程
Zookeeper写数据的流程主要分为以下几步，如上图所示：
（1）Client 向 Zookeeper 中的 Server1上面写数据，发送一个写请求。
（2）每个 Zookeeper 中只有一个Leader，如果Server1不是Leader，将会把接收到的请求转发给Leader。Leader将会把这个写请求广播给各个Server，各个Server写成功后会通知Leader。
（3）当Leader收到半数以上的Server写成功的通知后，就说明数据写成功了。写成功之后Leader会告诉Server1数据写成功了。
（4）Server1接收到数据写成功的通知后会告诉Client，数据写入成功。整个写操作完成