ZooKeeper分布式协调服务深度解析：面试题与核心概念

"这篇资源包含了28道关于ZooKeeper的面试题目，涵盖了ZooKeeper的基础概念、核心机制、服务管理、数据同步、部署模式、故障处理、客户端使用以及与其他系统的对比等多个方面，旨在帮助面试者全面理解ZooKeeper在分布式环境中的作用和重要性。" 1. ZooKeeper是什么？ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，用于解决分布式环境中的命名服务、配置管理、领导者选举、分布式锁等问题。它保证了分布式一致性特性，包括顺序一致性、原子性、单一视图、可靠性和实时性。 2. ZooKeeper提供了什么？ZooKeeper提供了数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调、集群管理、Master选举、分布式锁和分布式队列等功能，帮助构建高可用和高性能的分布式系统。 3. Zookeeper文件系统：ZooKeeper拥有树形的数据结构，称为ZNode，类似于文件系统，允许数据存储和操作。 4. ZAB协议：Zookeeper Atomic Broadcast（ZAB）协议是ZooKeeper用于处理分布式事务和集群状态同步的核心协议，确保数据的一致性。 5. 四种类型的数据节点Znode：Znode分为临时节点（ephemeral）、持久节点（persistent）、临时序列节点（ephemeral sequential）和持久序列节点（persistent sequential），它们有不同的生命周期和命名规则。 6-9. ZooKeeper的Watcher机制：Watcher是一种事件监听器，可以在节点数据变化时触发回调，分为客户端注册、服务端处理和客户端回调三个步骤。 10. ACL权限控制机制：ZooKeeper使用Access Control List来保护数据的安全，通过用户ID和权限策略限制对ZNode的访问。 11. Chroot特性：允许客户端指定一个路径作为根路径，提供隔离的视图，增强了多租户场景下的安全性。 12-14. 会话管理、服务器角色和工作状态：ZooKeeper维护客户端会话，并根据会话状态分配服务器角色，如领导者、跟随者和观察者，以确保集群稳定性。 15-16. 数据同步和事务顺序一致性：ZAB协议确保了ZooKeeper的事务处理顺序，保证在集群中的所有节点上数据的一致性。 17. 分布式集群中为什么会有Master：Master节点通常负责协调和决策，提高效率和一致性。 18-19. zk节点宕机处理和与nginx负载均衡的区别：ZooKeeper通过复制和选举机制处理节点故障；而Nginx主要做网络层面的负载均衡，两者关注点不同。 20-21. 部署模式和集群规则：ZooKeeper有独立、镜像和集群三种部署模式，集群至少需要三台机器，遵循奇数台机器的原则以保证容错能力。 22. 集群是否支持动态添加机器：ZooKeeper集群不支持动态添加机器，需要预先规划好规模。 23. Watch监听通知非永久性：Watchers是一次性的，当触发后就需要重新设置，以保持监听状态。 24. Java客户端：ZooKeeper有多种客户端，包括Java原生客户端和其他语言的客户端库。 25. Chubby与ZooKeeper的比较：Chubby是Google的分布式锁服务，与ZooKeeper类似但设计更复杂，适用于内部大规模系统。 26. 常用Zookeeper命令：如`ls`列出节点、`create`创建节点、`get`获取节点数据、`set`更新节点数据、`delete`删除节点等。 27. ZAB与Paxos算法：ZAB借鉴了Paxos算法，但为分布式协调服务进行了优化，强调了快速恢复和单领导者的特性。 28. ZooKeeper的应用场景：常见于分布式协调、配置管理、服务发现、分布式锁等，广泛应用于Hadoop、HBase、Kafka等大数据项目中。