2021尚硅谷Zookeeper技术精华笔记

资源摘要信息: "2021尚硅谷技术之Zookeeper笔记" Zookeeper是Apache软件基金会的一个开源项目，它是一个分布式的、开源的分布式应用程序协调服务，为分布式应用提供一致性服务。Zookeeper本身是一个分布式协调框架，它能够为分布式系统提供一致性服务的关键是其提供的数据模型和操作原语。 一、Zookeeper的数据模型 Zookeeper拥有一个树状结构的数据模型，类似于文件系统的目录树结构，所有的节点称为ZNode。Zookeeper的每个节点都可以存储数据，并且每个节点都可以有一个或多个子节点，形成了树状的目录结构。节点可以包含数据、子节点列表和相关元数据。 二、Zookeeper的特性 1. 顺序一致性：来自同一个客户端的更新，会按照它们发送的顺序应用。 2. 原子性：更新操作或者成功，或者失败，不存在中间状态。 3. 单一视图：无论客户端连接到Zookeeper集群的哪个节点，它都能看到相同的系统状态。 4. 可靠性：一旦一个更新被应用，它就会持久存储，直到被另一个更新覆盖。 5. 实时性：客户端可以看到Zookeeper集群的实时状态。 三、Zookeeper的应用场景 1. 配置管理：Zookeeper可以集中管理所有节点的配置信息，并且当配置发生变化时，及时通知相关的客户端。 2. 命名服务：利用Zookeeper的临时节点特性，可以实现服务的动态命名注册和发现。 3. 分布式锁：Zookeeper可以用来实现分布式锁，控制对共享资源的访问。 4. 集群管理：Zookeeper可以监控节点的存活状态，当有节点宕机或新节点加入时，可以进行相应的管理。 四、Zookeeper的工作原理 Zookeeper集群是由一个或多个Server组成的集合。每个Server都可以在内存中保存服务的状态，并且有一个持久化的存储，用来保存服务的事务日志。Zookeeper服务的工作流程如下： 1. 集群中的所有Server通过Zab协议来保证数据的一致性。 2. 当客户端连接到Zookeeper集群时，它会与集群中的一个Server建立连接，并进行数据同步。 3. 一旦同步完成，客户端就可以对ZNode进行读写操作。 4. 对于写操作，需要通过Leader进行，Leader会将数据变更请求广播到Follower。 5. Follower接收到写请求后，将变更应用到本地，并反馈给Leader。 6. 当大部分Follower将数据变更应用后，Leader将变更持久化到磁盘，并通知所有Follower进行同样的变更。 五、Zookeeper API使用 Zookeeper提供了丰富的API来操作ZNode，包括创建节点、删除节点、修改节点数据、获取节点数据和子节点列表、监听节点变化等。这些API可以用于实现配置管理、分布式锁等应用场景。 六、Zookeeper的限制 虽然Zookeeper是一个强大的协调框架，但也有其局限性： 1. Zookeeper没有提供事务回滚功能，一旦提交更新操作，则无法撤销。 2. Zookeeper不适合存储大量数据，其主要功能是协调而非存储。 3. Zookeeper的设计不是为了处理大量并发写操作，高写入负载可能会导致性能问题。 七、总结 Zookeeper是一个高度可靠的协调服务，它通过简单且强大的数据模型和API支持复杂的分布式系统。在大数据和分布式计算的领域中，Zookeeper被广泛用于解决一致性、命名服务、集群管理和分布式锁等核心问题。尽管存在一定的局限，但通过合理的设计和使用，Zookeeper可以为分布式系统提供稳定和高效的协调支持。