Zookeeper面试精华：分布式协调服务与一致性保障

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，专为分布式应用设计，旨在提供一致性服务。它简化了如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理和分布式资源管理等复杂任务。ZooKeeper的核心价值在于封装和抽象，确保用户能够方便地使用高性能且稳定的系统。 ZooKeeper保证以下关键的一致性特性： 1. **顺序一致性**：所有更新按照特定的顺序进行，每个更新都有唯一的事务ID (zxid)，读请求返回的结果按此顺序排列。 2. **原子性**：所有操作要么全部完成，要么全部不完成，不会出现部分执行的情况。 3. **单一视图**：所有服务器共享同一视图，确保客户端看到的是全局一致的状态。 4. **可靠性**：通过Zab协议，ZooKeeper保证数据的持久性和完整性，即使在服务器故障时也能恢复数据一致性。 5. **实时性（最终一致性）**：虽然可能存在短暂的数据不一致，但最终所有服务器将达到一致状态。 ZooKeeper提供的功能包括： - **文件系统**：Zookeeper的节点命名空间类似于文件系统，支持多级节点，并允许节点关联数据，但数据大小限制在1MB。 - **通知机制**：Zookeeper支持事件驱动的通知，当节点数据发生变化时，能够及时通知到注册的客户端。 为了保证主从节点的状态同步，ZooKeeper使用了原子广播机制（Atomic Broadcast，简称Zab）协议。在服务启动或领导者崩溃后，Zookeeper进入恢复模式，通过选举新的领导者并同步所有服务器的状态。一旦领导者确定，Zab协议切换到广播模式，确保所有节点保持同步。这种机制使得Zookeeper能够在高吞吐量和低延迟下运行，但也限制了存储大量数据的能力。 ZooKeeper作为分布式系统中的关键组件，提供了强大的一致性保障和灵活的服务接口，适用于构建复杂的分布式应用架构。掌握其工作原理和特性对于开发者理解和使用这个工具至关重要。