Zookeeper：分布式协调服务详解

"Zookeeper面试专题.pdf" Zookeeper是一个分布式协调服务，源于Apache，它为分布式应用程序提供了简单而强大的功能。作为一个集群管理工具，Zookeeper监控并管理集群中各节点的状态，通过节点间的通信和反馈执行相应的操作。其设计目标是提供高可用性、高性能的服务，并确保所有操作的原子性和一致性。 1. ZooKeeper的核心特性 - 分布式：Zookeeper运行在多台服务器上，形成了一个集群，能够处理高并发的读写请求。 - 高可用性：读请求可以被集群中的任何节点处理，而写请求需要在集群间达成共识才能完成，这确保了数据的一致性。 - 原子性：所有操作要么全部成功，要么全部失败，无中间状态。 - 有序性：Zookeeper保证所有更新操作的全局顺序，通过zxid（ZookeeperTransactionId）来标识每个操作的时间戳。 2. ZooKeeper提供的服务 - 文件系统：Zookeeper提供了一个类似于文件系统的层次结构，其中的节点称为znode，可以存储数据和设置权限。 - 通知机制：客户端可以对znode设置watcher，当特定znode发生变化时，watcher会被触发，通知客户端进行后续操作。 3. Zookeeper文件系统 - znode的层级结构类似文件系统，但每个znode都可以携带数据，而不像传统文件系统中只有文件节点可以存储数据。 - 内存存储：为了保证高效率，Zookeeper将整个树状结构保留在内存中，限制了每个znode的数据大小不超过1MB。 4. 四种类型的znode - PERSISTENT：持久化节点，即使客户端断开连接，节点依然存在。 - PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久化顺序编号节点，断开连接后仍存在，且节点名自动添加顺序编号。 - EPHEMERAL：临时节点，客户端断开连接后，节点会被自动删除。 - EPHEMERAL_SEQUENTIAL：临时顺序编号节点，断开连接后删除，同样有顺序编号。 5. ZooKeeper的通知机制 - Watcher：客户端可以对特定znode设置watcher事件，当该znode发生变化（如创建、删除、数据更新）时，Zookeeper会向客户端发送一个事件通知，这一机制使得实时监控和响应成为可能。 6. 应用场景 - 分布式锁：利用znode的临时性和顺序性特性实现分布式锁服务。 - 配置管理：集中存储和管理分布式系统的配置信息，确保配置的一致性。 - 集群管理：维护服务发现、服务注册与发现，监控集群中节点的状态。 - 名字服务：提供全局唯一的命名服务，避免命名冲突。 总结起来，Zookeeper是分布式系统中的重要组件，它通过其独特的文件系统、事件通知机制和多种类型的znode，解决了分布式环境下的协调问题，广泛应用于大数据、云计算和微服务架构中。理解和掌握Zookeeper对于从事相关工作的IT专业人员至关重要。