zookeeper学习03（定义，工作机制，功能，数据结构，应用场景，选举机制）
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文章目录
Zookeeper定义
zookeeper 是一个开源的分布式 Apache 项目，为分布式框架提供协调服务
Zookeeper工作机制
Zookeeper从设计模式的角度理解：基于观察者模式的分布式服务管理框架，存储和管理共同关心的数据，然后接受观察者的注册。 一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper 将负责通知那些在 Zookeeper 上注册的观察者做出相应的响应。 即 Zookeeper = 文件系统 + 通知机制
Zookeeper功能
- Zookeeper：一个集群的领导者和追随者
- 只要 Zookeeper 集群中超过一半的节点存活，Zookeeper 集群就可以正常运行。 所以 Zookeeper 适合安装奇数服务器
- 全局数据一致性：每个Server都保存一份相同的数据副本，无论Client连接到哪个Server，数据都是一致的。
- 更新请求按顺序执行，同一个Client的更新请求按发送顺序执行，即First In, First Out (FIFO)先进先出
- 数据更新原子性，一次数据更新要么成功要么失败
- 实时，客户端可以读取一定时间范围内的最新数据
Zookeeper数据结构
ZooKeeper 数据模型的结构与 Linux 文件系统的结构非常相似，整体看起来像一棵树，每个节点称为一个 ZNode。 每一个ZNode默认可以存储1MB的数据，每个ZNode可以通过其路径唯一标识
Zookeeper应用场景
提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态下线、软负载均衡等。
统一命名服务
在分布式环境中，为了便于识别，往往需要统一应用/服务的名称。例如：IP不好记，但域名好记
统一配置管理
(1) 配置文件同步在分布式环境中很常见。一般要求集群中所有节点的配置信息保持一致，比如Kafka集群。修改配置文件后，希望能够快速同步到各个节点
(2) 配置管理可以交给ZooKeeper。配置信息可以写入 ZooKeeper。上的一个或多个 Znode。每个客户端服务器都在这个 Znode 上进行侦听。一旦 Znode 中的数据被修改，ZooKeeper 会通知客户端服务器
统一集群管理
(1)在分布式环境中，需要实时了解各个节点的状态。这可以根据节点的实时状态来完成： - 一些调整
(2)ZooKeeper可以实时监控节点状态变化。您可以将节点信息写入 ZooKeeper。上的一个 ZNode。监听这个 ZNode 以获取它的实时状态变化
Dynamic Up and Down of Server
Clients can real-time insight into changes between the server and the downline
软负载平衡
在 Zookeeper 中记录每个服务器的访问次数，让访问次数最少的服务器处理最新的客户端请求
Zookeeper选举机制
假如有5台服务器
首次启动选举机制
(1) 服务器 1 启动并发起选举。服务器 1 为自己投票。此时，服务器 1 1票，不超过一半（3 票），选举无法完成，服务器1 状态保持 LOOKING；
(2) 服务器 2 启动，并启动另一次选举。服务器 1 和服务器 2 为自己投票并交换投票信息：此时服务器 1 发现服务器 2 的 myid大于其当前的投票推送（服务器 1），并将投票更改为按服务器 2。此时服务器 1投票0票，服务器 2投票2票，没有过半结果，选举无法完成，服务器1、2状态保持L00KING
(3) 服务器 3 启动并进行选举。服务器 1 和服务器 2 将投票更改为服务器 3。投票结果：服务器 1 0票，服务器 2 0票，服务器 3 3票。服务器 3 现在拥有超过一半的选票 服务器 3 被选举为领导者。服务器 1,2 将状态更改为 FOLLOWING，服务器 3将状态更改为 LEADING；
(4) 服务器 4启动并进行选举。此时服务器1、2、3不再处于L00KING状态，不会改变选票信息。投票信息结果交换：服务器3 3票，服务器4 1票。服务器 4服从多数，将投票信息更改为服务器 3，并将状态更改为 FOLLOWING；
(5) 服务器 5 作为 4 的弟弟启动。
假如有3台服务器
首次启动选举机制
(1) 服务器 1 启动并发起选举。服务器 1 为自己投票。此时，服务器 1 1票，不超过一半（2 票），选举无法完成，服务器1 状态保持 LOOKING；
(2) 服务器 2 启动，并启动另一次选举。服务器 1 和服务器 2 为自己投票并交换投票信息：此时服务器 1 发现服务器 2 的 myid大于其当前的投票推送（服务器 1），并将投票更改为按服务器 2。此时服务器 1投票0票，服务器 2 现在拥有超过一半的选票 服务器 2 被选举为领导者。服务器 1 将状态更改为 FOLLOWING，服务器 2将状态更改为 LEADING；
(3) 服务器 3启动并进行选举。此时服务器1、2不再处于L00KING状态，不会改变选票信息。投票信息结果交换：服务器2 2票，服务器3 1票。服务器 3服从多数，将投票信息更改为服务器 2，并将状态更改为 FOLLOWING；
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