发布于：2019-12-10

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ZooKeeper介绍

大部分高可用的场景中都会使用到ZooKeeper，例如：Hdfs，Hbase，Flink。

概要

应用场景

ZooKeeper应用场景非常广泛

分布式锁
高可用
Hbase的Master选举，Flink的JobMaster选举。。
发布/订阅
微服务注册中心
分布式队列

重要概念

ZooKeeper对应用层来说，核心的就两点Znode和Watcher

Znode

zk是将所有的数据组织成一颗树，类似于文件的组织形式。例如:/flink/cluster, /flink 和 /flink/cluster都是Znode，其中后者是前者的子节点。

节点类型

节点类型可以分为两个维度：

持久性	有序性
持久节点	有序节点
临时节点	普通

这两个维度一共可以组合出四种类型的节点。

永久节点 当节点被创建时，除非显示调用delete命令删除，否则节点会一直存在。
临时节点 客户端连接与zk服务端连接断开时，这个节点就会被删除。
有序节点 可以在一个节点下创建有序的子节点，每次创建都会生成一个带有序号的子节点。例如:create -s /lock_test/lock 1这个命令执行两次，会生成两个节点 /lock_test/lock0000000000 /lock_test/lock0000000001

节点包含很多属性，通过get命令可以看到Znode包含的属性。

[zkshell: 12] get /zk_test
my_data										数据
cZxid = 5	 创建的事务id
ctime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009 创建时间
mZxid = 5  修改的事务id
mtime = Fri Jun 05 13:57:06 PDT 2009
pZxid = 5 修改children的事务id 
cversion = 0  子节点数据修改次数
dataVersion = 0  数据版本 数据修 改次数
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0 如果是临时节点，表示session id。否则为0。
dataLength = 7
numChildren = 0  children个数

节点分为临时节点和持久节点，临时节点在session失效时就会被删除，持久节点会一直保存。

Watcher

当Znode有变动时，会通知给监听者。Master选举的过程就是master节点会在zk中创建一个znode，拿到这个master节点权限的节点就会做为主master节点，当主master节点异常挂掉时，备用节点会收到通知，然后拿到znode权限的节点就会升级为主master了。

集群架构

集群中会有多个节点，一个Leader节点

选举过程

zab协议

群首执行Client提交的请求，并形成状态的更新，就称之为事务。事务是原子性执行的，Znode数据和版本变更是原子的。事务还具有幂等性。

保障：

保证同一时刻只有一个leader
事务严格按照顺序来执行

服务器中还是可能存在两个leader的，但是由于一个提案需要半数机器同意才可以，而一个新的leader产生也需要半数以上节点同意才可以，这样就会保证支持新群首的仲裁机器与确认事务T的仲裁机器至少有一台是重合的，这就能保证了系统的正确性，事务不会丢失而且系统状态也不会被破坏。

存储

zk中的数据都是存储在内存中。

持久化

快照
事务日志

故障处理

考虑以下的情况：

客户端提交事务到zk，zk在事务成功提交之后，client收到相应之前，网络断掉
客户端在发送请求之后，zk leader 宕机
zk 在响应一个事务的过程中，leader宕机
多集群中的一个节点与zk建立连接后，身份变更开始更新自己系统的数据。因为系统因为负载过高与zk断开连接，但是其已经将更新操作放入执行队列中，等待cpu时钟周期。
一个分布式系统使用zk来选举master节点，当一个节点与zk断开连接时，其它节点接管master，这个时候会出现双master情况吗?

#ZooKeeper