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3.1 選舉機(jī)制（重點(diǎn)）
半數(shù)機(jī)制：集群中半數(shù)以上機(jī)器存活场躯，集群可用谈为。所以Zookeeper適合安裝奇數(shù)臺(tái)服務(wù)器。Zookeeper雖然在配置文件中并沒有指定
Master和Slave踢关。但是伞鲫，Zookeeper工作時(shí)，是有一個(gè)節(jié)點(diǎn)為L(zhǎng)eader签舞，其他則為Follower榔昔，Leader是通過內(nèi)部的選舉機(jī)制臨時(shí)產(chǎn)生的驹闰。以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明整個(gè)選舉的過程。
假設(shè)有五臺(tái)服務(wù)器組成的Zookeeper集群撒会，它們的id從1-5，同時(shí)它們都是最新啟動(dòng)的师妙，也就是沒有歷史數(shù)據(jù)诵肛，在存放數(shù)據(jù)量這一點(diǎn)上，都是一樣的默穴。假設(shè)這些服務(wù)器依序啟動(dòng)怔檩，來(lái)看看會(huì)發(fā)生什么，如圖所示蓄诽。
- 服務(wù)器1啟動(dòng)薛训，此時(shí)只有它一臺(tái)服務(wù)器啟動(dòng)了，它發(fā)出去的報(bào)文沒有任何響應(yīng)仑氛，所以它的選舉狀態(tài)一直是LOOKING狀態(tài)乙埃。
- 服務(wù)器2啟動(dòng)，它與最開始啟動(dòng)的服務(wù)器1進(jìn)行通信锯岖，互相交換自己的選舉結(jié)果介袜，由于兩者都沒有歷史數(shù)據(jù)，所以id值較大的服務(wù)器2勝出出吹，但是由于沒有達(dá)到超過半數(shù)以上的服務(wù)器都同意選舉它(這個(gè)例子中的半數(shù)以上是3)遇伞，所以服務(wù)器1、2還是繼續(xù)保持LOOKING狀態(tài)捶牢。
- 服務(wù)器3啟動(dòng)鸠珠，根據(jù)前面的理論分析，服務(wù)器3成為服務(wù)器1秋麸、2渐排、3中的老大，而與上面不同的是竹勉，此時(shí)有三臺(tái)服務(wù)器選舉了它飞盆，所以它成為了這次選舉的Leader。
- 服務(wù)器4啟動(dòng)次乓，根據(jù)前面的分析吓歇，理論上服務(wù)器4應(yīng)該是服務(wù)器1、2票腰、3城看、4中最大的，但是由于前面已經(jīng)有半數(shù)以上的服務(wù)器選舉了服務(wù)器3杏慰，所以它只能接收當(dāng)小弟的命了测柠。
- 服務(wù)器5啟動(dòng)炼鞠，同4一樣當(dāng)小弟。
3.2 節(jié)點(diǎn)類型
- Znode有兩種類型：
短暫（ephemeral）：客戶端和服務(wù)器端斷開連接后轰胁，創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)刪除
持久（persistent）：客戶端和服務(wù)器端斷開連接后谒主，創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)不刪除
- Znode有四種形式的目錄節(jié)點(diǎn)（默認(rèn)是persistent ）
（1）持久化目錄節(jié)點(diǎn)（PERSISTENT）
客戶端與zookeeper斷開連接后，該節(jié)點(diǎn)依舊存在
（2）持久化順序編號(hào)目錄節(jié)點(diǎn)（PERSISTENT_SEQUENTIAL）
客戶端與zookeeper斷開連接后赃阀，該節(jié)點(diǎn)依舊存在霎肯，只是Zookeeper給該節(jié)點(diǎn)名稱進(jìn)行順序編號(hào)
（3）臨時(shí)目錄節(jié)點(diǎn)（EPHEMERAL）
客戶端與zookeeper斷開連接后，該節(jié)點(diǎn)被刪除
（4）臨時(shí)順序編號(hào)目錄節(jié)點(diǎn)（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）
客戶端與zookeeper斷開連接后榛斯，該節(jié)點(diǎn)被刪除观游，只是Zookeeper給該節(jié)點(diǎn)名稱進(jìn)行順序編號(hào)
- 創(chuàng)建znode時(shí)設(shè)置順序標(biāo)識(shí)，znode名稱后會(huì)附加一個(gè)值驮俗，順序號(hào)是一個(gè)單調(diào)遞增的計(jì)數(shù)器懂缕，由父節(jié)點(diǎn)維護(hù)
- 在分布式系統(tǒng)中，順序號(hào)可以被用于為所有的事件進(jìn)行全局排序王凑，這樣客戶端可以通過順序號(hào)推斷事件的順序
Znode維護(hù)了一個(gè)stat結(jié)構(gòu)搪柑，這個(gè)stat包含數(shù)據(jù)變化的版本號(hào)、訪問控制列表變化荤崇、還有時(shí)間戳拌屏。版本號(hào)和時(shí)間戳一起，可讓Zookeeper驗(yàn)證緩存和協(xié)調(diào)更新术荤。每次znode的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化倚喂，版本號(hào)就增加。
例如瓣戚，無(wú)論何時(shí)客戶端檢索數(shù)據(jù)端圈，它也一起檢索數(shù)據(jù)的版本號(hào)。并且當(dāng)客戶端執(zhí)行更新或刪除時(shí)子库，客戶端必須提供他正在改變的znode的版本號(hào)舱权。如果它提供的版本號(hào)和真實(shí)的數(shù)據(jù)版本號(hào)不一致，更新將會(huì)失敗仑嗅。
zookeeper內(nèi)部維護(hù)了一套類似UNIX的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：由znode構(gòu)成的集合宴倍，
znode的集合又是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，
每一個(gè)znode又有很多屬性進(jìn)行描述仓技。 Znode = path + data + Stat
znode是由客戶端創(chuàng)建的鸵贬，它和創(chuàng)建它的客戶端的內(nèi)在聯(lián)系，決定了它的存在性：
PERSISTENT-持久化節(jié)點(diǎn)：創(chuàng)建這個(gè)節(jié)點(diǎn)的客戶端在與zookeeper服務(wù)的連接斷開后脖捻，這個(gè)節(jié)點(diǎn)也不會(huì)被刪除（除非您使用API強(qiáng)制刪除）阔逼。
PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久化順序編號(hào)節(jié)點(diǎn)：當(dāng)客戶端請(qǐng)求創(chuàng)建這個(gè)節(jié)點(diǎn)A后，zookeeper會(huì)根據(jù)parent-znode的zxid狀態(tài)地沮，為這個(gè)A節(jié)點(diǎn)編寫一個(gè)全目錄唯一的編號(hào)（這個(gè)編號(hào)只會(huì)一直增長(zhǎng)）嗜浮。當(dāng)客戶端與zookeeper服務(wù)的連接斷開后羡亩，這個(gè)節(jié)點(diǎn)也不會(huì)被刪除。
EPHEMERAL-臨時(shí)目錄節(jié)點(diǎn)：創(chuàng)建這個(gè)節(jié)點(diǎn)的客戶端在與zookeeper服務(wù)的連接斷開后危融，這個(gè)節(jié)點(diǎn)（還有涉及到的子節(jié)點(diǎn)）就會(huì)被刪除畏铆。
EPHEMERAL_SEQUENTIAL-臨時(shí)順序編號(hào)目錄節(jié)點(diǎn)：當(dāng)客戶端請(qǐng)求創(chuàng)建這個(gè)節(jié)點(diǎn)A后，zookeeper會(huì)根據(jù)parent-znode的zxid狀態(tài)专挪，為這個(gè)A節(jié)點(diǎn)編寫一個(gè)全目錄唯一的編號(hào)（這個(gè)編號(hào)只會(huì)一直增長(zhǎng)）及志。當(dāng)創(chuàng)建這個(gè)節(jié)點(diǎn)的客戶端與zookeeper服務(wù)的連接斷開后，這個(gè)節(jié)點(diǎn)被刪除寨腔。
另外，無(wú)論是EPHEMERAL還是EPHEMERAL_SEQUENTIAL節(jié)點(diǎn)類型率寡，在zookeeper的client異常終止后迫卢，節(jié)點(diǎn)也會(huì)被刪除
3.3 Stat結(jié)構(gòu)體
czxid-創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)的事務(wù)zxid
每次修改ZooKeeper狀態(tài)都會(huì)收到一個(gè)zxid形式的時(shí)間戳，也就是ZooKeeper事務(wù)ID冶共。
事務(wù)ID是ZooKeeper中所有修改總的次序乾蛤。每個(gè)修改都有唯一的zxid，如果zxid1小于zxid2捅僵，那么zxid1在zxid2之前發(fā)生家卖。
ctime - znode被創(chuàng)建的毫秒數(shù)(從1970年開始)
mzxid - znode最后更新的事務(wù)zxid
mtime - znode最后修改的毫秒數(shù)(從1970年開始)
pZxid-znode最后更新的子節(jié)點(diǎn)zxid
cversion - znode子節(jié)點(diǎn)變化號(hào)，znode子節(jié)點(diǎn)修改次數(shù)
dataversion - znode數(shù)據(jù)變化號(hào)
aclVersion - znode訪問控制列表的變化號(hào)
ephemeralOwner- 如果是臨時(shí)節(jié)點(diǎn)庙楚，這個(gè)是znode擁有者的session id上荡。如果不是臨時(shí)節(jié)點(diǎn)則是0。
dataLength- znode的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
numChildren - znode子節(jié)點(diǎn)數(shù)量
3.4 監(jiān)聽器原理（重點(diǎn)）
客戶端注冊(cè)監(jiān)聽它關(guān)心的目錄節(jié)點(diǎn)馒闷，
當(dāng)目錄節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化（數(shù)據(jù)改變酪捡、被刪除、子目錄節(jié)點(diǎn)增加刪除）時(shí)纳账，
zookeeper會(huì)通知客戶端逛薇。
ZooKeeper 支持watch(觀察)的概念∈璩妫客戶端可以在每個(gè)znode結(jié)點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)觀察永罚。如果被觀察服務(wù)端的znode結(jié)點(diǎn)有變更，那么watch就會(huì)被觸發(fā)卧秘，這個(gè)watch所屬的客戶端將接收到一個(gè)通知包被告知結(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生變化呢袱，把相應(yīng)的事件通知給設(shè)置過Watcher的Client端。
Zookeeper里的所有讀取操作：getData(),getChildren()和exists()都有設(shè)置watch的選項(xiàng)
一次觸發(fā)
當(dāng)數(shù)據(jù)有了變化時(shí)zkserver向客戶端發(fā)送一個(gè)watch,它是一次性的動(dòng)作斯议，即觸發(fā)一次就不再有效产捞，類似一次性紙杯。
只監(jiān)控一次
如果想繼續(xù)Watch的話哼御，需要客戶端重新設(shè)置Watcher坯临。因此如果你得到一個(gè)watch事件且想在將來(lái)的變化得到通知焊唬，必須新設(shè)置另一個(gè)watch。
發(fā)往客戶端
Watches是異步發(fā)往客戶端的看靠，Zookeeper提供一個(gè)順序保證：在看到watch事件之前絕不會(huì)看到變化赶促，這樣不同客戶端看到的是一致性的順序。
在（導(dǎo)致觀察事件被觸發(fā)的）修改操作的成功返回碼到達(dá)客戶端之前挟炬，事件可能在去往客戶端的路上鸥滨，但是可能不會(huì)到達(dá)客戶端。觀察事件是異步地發(fā)送給觀察者（客戶端）的谤祖。ZooKeeper會(huì)保證次序：在收到觀察事件之前婿滓，客戶端不會(huì)看到已經(jīng)為之設(shè)置觀察的節(jié)點(diǎn)的改動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)延遲或者其他因素可能會(huì)讓不同的客戶端在不同的時(shí)間收到觀察事件和更新操作的返回碼粥喜。這里的要點(diǎn)是：不同客戶端看到的事情都有一致的次序凸主。
為數(shù)據(jù)設(shè)置watch
節(jié)點(diǎn)有不同的改動(dòng)方式《钕妫可以認(rèn)為ZooKeeper維護(hù)兩個(gè)觀察列表：數(shù)據(jù)觀察和子節(jié)點(diǎn)觀察卿吐。getData()和exists()設(shè)置數(shù)據(jù)觀察。getChildren()設(shè)置子節(jié)點(diǎn)觀察锋华。此外嗡官，還可以認(rèn)為不同的返回?cái)?shù)據(jù)有不同的觀察。getData()和exists()返回節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)毯焕，而getChildren()返回子節(jié)點(diǎn)列表衍腥。所以，setData()將為znode觸發(fā)數(shù)據(jù)觀察芥丧。成功的create()將為新創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)數(shù)據(jù)觀察紧阔，為其父節(jié)點(diǎn)觸發(fā)子節(jié)點(diǎn)觀察。成功的delete()將會(huì)為被刪除的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)數(shù)據(jù)觀察以及子節(jié)點(diǎn)觀察（因?yàn)楣?jié)點(diǎn)不能再有子節(jié)點(diǎn)了）续担，為其父節(jié)點(diǎn)觸發(fā)子節(jié)點(diǎn)觀察擅耽。
觀察維護(hù)在客戶端連接到的ZooKeeper服務(wù)器中。這讓觀察的設(shè)置物遇、維護(hù)和分發(fā)是輕量級(jí)的乖仇。客戶端連接到新的服務(wù)器時(shí)询兴，所有會(huì)話事件將被觸發(fā)乃沙。同服務(wù)器斷開連接期間不會(huì)收到觀察∈ⅲ客戶端重新連接時(shí)警儒，如果需要，先前已經(jīng)注冊(cè)的觀察將被重新注冊(cè)和觸發(fā)。通常這都是透明的蜀铲。有一種情況下觀察事件將丟失：對(duì)還沒有創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)設(shè)置存在觀察边琉，而在斷開連接期間創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)，然后刪除记劝。
時(shí)序性和一致性
Watches是在client連接到Zookeeper服務(wù)端的本地維護(hù)变姨，這可讓watches成為輕量的，可維護(hù)的和派發(fā)的厌丑。當(dāng)一個(gè)client連接到新server定欧，watch將會(huì)觸發(fā)任何session事件，斷開連接后不能接收到怒竿。當(dāng)客戶端重連砍鸠，先前注冊(cè)的watches將會(huì)被重新注冊(cè)并觸發(fā)抹腿。
關(guān)于watches辽聊，Zookeeper維護(hù)這些保證：
（1）Watches和其他事件胞得、watches和異步恢復(fù)都是有序的埂息。Zookeeper客戶端保證每件事都是有序派發(fā)
（2）客戶端在看到新數(shù)據(jù)之前先看到watch事件
（3）對(duì)應(yīng)更新順序的watches事件順序由Zookeeper服務(wù)所見
- 監(jiān)聽原理詳解：
1）首先要有一個(gè)main()線程
2）在main線程中創(chuàng)建Zookeeper客戶端，這時(shí)就會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)線程晋控，一個(gè)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接通信（connet），一個(gè)負(fù)責(zé)監(jiān)聽（listener）。
3）通過connect線程將注冊(cè)的監(jiān)聽事件發(fā)送給Zookeeper厚骗。
4）在Zookeeper的注冊(cè)監(jiān)聽器列表中將注冊(cè)的監(jiān)聽事件添加到列表中。
5）Zookeeper監(jiān)聽到有數(shù)據(jù)或路徑變化兢哭，就會(huì)將這個(gè)消息發(fā)送給listener線程领舰。
6）listener線程內(nèi)部調(diào)用了process（）方法。
- 常見的監(jiān)聽
（1）監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化：
get path [watch]
（2）監(jiān)聽子節(jié)點(diǎn)增減的變化
ls path [watch]
3.5 寫數(shù)據(jù)流程
- Client 向 ZooKeeper 的 Server1 上寫數(shù)據(jù)迟螺，發(fā)送一個(gè)寫請(qǐng)求冲秽。
- 如果Server1不是Leader，那么Server1 會(huì)把接受到的請(qǐng)求進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)給Leader矩父，因?yàn)槊總€(gè)ZooKeeper的Server里面有一個(gè)是Leader锉桑。這個(gè)Leader 會(huì)將寫請(qǐng)求廣播給各個(gè)Server，比如Server1和Server2窍株，各個(gè)Server寫成功后就會(huì)通知Leader民轴。
- 當(dāng)Leader收到大多數(shù) Server 數(shù)據(jù)寫成功了，那么就說(shuō)明數(shù)據(jù)寫成功了球订。如果這里三個(gè)節(jié)點(diǎn)的話后裸，只要有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)寫成功了，那么就認(rèn)為數(shù)據(jù)寫成功了冒滩。寫成功之后微驶，Leader會(huì)告訴Server1數(shù)據(jù)寫成功了。
- Server1會(huì)進(jìn)一步通知 Client 數(shù)據(jù)寫成功了开睡，這時(shí)就認(rèn)為整個(gè)寫操作成功因苹。ZooKeeper 整個(gè)寫數(shù)據(jù)流程就是這樣的苟耻。
