ZooKeeper分布式协调服务详解：特性、应用场景与实现机制

ZooKeeper 面试题-plus ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务，提供了一致性服务，分布式应用程序可以基于 ZooKeeper 实现诸如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master 选举、分布式锁和分布式队列等功能。 ZooKeeper 的目标是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。 ZooKeeper 保证了以下分布式一致性特性： 1. 顺序一致性：所有的更新都是全局有序的，每个更新都有一个唯一的时间戳，称为 zxid（ZookeeperTransactionId）。 2. 原子性：写请求会同时发给其他 ZooKeeper 机器并且达成一致后，请求才会返回成功。 3. 单一视图：客户端的读请求可以被集群中的任意一台机器处理，如果读请求在节点上注册了监听器，这个监听器也是由所连接的 ZooKeeper 机器来处理。 4. 可靠性：ZooKeeper 保证了分布式系统的可靠性，确保系统的可用性和可靠性。 5. 实时性（最终一致性）：ZooKeeper 保证了分布式系统的实时性，确保系统的实时性和可靠性。 ZooKeeper 提供了以下功能： 1. 文件系统：ZooKeeper 提供了一个多层级的节点命名空间（节点称为 znode），与文件系统不同的是，这些节点都可以设置关联的数据。 2. 通知机制：ZooKeeper 提供了通知机制，客户端可以注册监听器，以便在节点状态变化时收到通知。 ZooKeeper 的恢复模式和广播模式： 1. 恢复模式：当服务启动或者在领导者崩溃后，Zab 就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数 server 完成了和 leader 的状态同步以后，恢复模式就结束了。 2. 广播模式：一旦 leader 已经和多数的 follower 进行了状态同步后，它就可以开始广播消息了，即进入广播状态。这时候当一个 server 加入 ZooKeeper 服务中，它会在恢复模式下启动，发现 leader，并和 leader 进行状态同步。 ZooKeeper 的应用场景： 1. 分布式锁：ZooKeeper 可以用于实现分布式锁，确保分布式系统的安全性和可靠性。 2. 集群管理：ZooKeeper 可以用于集群管理，确保集群的可靠性和可用性。 3. 数据发布/订阅：ZooKeeper 可以用于数据发布/订阅，实现数据的实时同步和可靠传输。 4. 负载均衡：ZooKeeper 可以用于负载均衡，确保分布式系统的负载均衡和可靠性。 ZooKeeper 是一个功能强大且灵活的分布式协调服务，广泛应用于分布式系统的构建和管理中。