【zookeeper特点和集群架构】

文章目录

• 1. Zookeeper介绍
• 2、ZooKeeper数据结构
• 3、Zookeeper集群架构

  1. Zookeeper介绍

  ZooKeeper 是一个开源的分布式协调框架，是Apache Hadoop 的一个子项目，主要用来解决分

  布式集群中应用系统的一致性问题。Zookeeper 的设计目标是将那些复杂且容易出错的分布式一致性

  服务封装起来，构成一个高效可靠的原语集，并以一系列简单易用的接口提供给用户使用。

  官方：https://zookeeper.apache.org/

  ZooKeeper本质上是一个分布式的小文件存储系统（Zookeeper=文件系统+监听机制）。提供基

  于类似于文件系统的目录树方式的数据存储，并且可以对树中的节点进行有效管理，从而用来维护和

  监控存储的数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化，从而可以达到基于数据的集群管理、统

  一命名服务、分布式配置管理、分布式消息队列、分布式锁、分布式协调等功能。

  Zookeeper从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责

  存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper

  就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。

  2、ZooKeeper数据结构

  ZooKeeper 数据模型的结构与 Unix 文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个

  ZNode。

  ZooKeeper的数据模型是层次模型，层次模型常见于文件系统。层次模型和key-value模型是两种主流

  的数据模型。ZooKeeper使用文件系统模型主要基于以下两点考虑

  1文件系统的树形结构便于表达数据之间的层次关系

  2文件系统的树形结构便于为不同的应用分配独立的命名空间( namespace )

  ZooKeeper的层次模型称作Data Tree，Data Tree的每个节点叫作Znode。不同于文件系统，每个节

  点都可以保存数据，每一个 ZNode 默认能够存储 1MB 的数据，每个 ZNode 都可以通过其路径唯一

  标识，每个节点都有一个版本(version)，版本从0开始计数。

  一个znode可以使持久性的，也可以是临时性的:

  1. 持久节点(PERSISTENT): 这样的znode在创建之后即使发生ZooKeeper集群宕机或者client宕机

     也不会丢失。

  2. 临时节点(EPHEMERAL ): client宕机或者client在指定的timeout时间内没有给ZooKeeper集群

     发消息，这样的znode就会消失。

     如果上面两种znode具备顺序性，又有以下两种znode :

  3. 持久顺序节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL): znode除了具备持久性znode的特点之外，znode

     的名字具备顺序性。

  4. 临时顺序节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL): znode除了具备临时性znode的特点之外，zorde

     的名字具备顺序性。

     zookeeper主要用到的是以上4种节点。

  5. Container节点 (3.5.3版本新增)：Container容器节点，当容器中没有任何子节点，该容器节点

     会被zk定期删除（定时任务默认60s 检查一次)。 和持久节点的区别是 ZK 服务端启动后，会有一个单

     独的线程去扫描，所有的容器节点，当发现容器节点的子节点数量为 0 时，会自动删除该节点。可以

     用于 leader 或者锁的场景中。

  6. TTL节点: 带过期时间节点，默认禁用，需要在zoo.cfg中添加 extendedTypesEnabled=true 开

     启。 注意：TTL不能用于临时节点

  3、Zookeeper集群架构

  3.1 集群角色

  Leader： 领导者

  事务请求（写操作）的唯一调度者和处理者，保证集群事务处理的顺序性；集群内部各个服务器的

  调度者。对于create、setData、delete等有写操作的请求，则要统一转发给leader处理，leader需要

  决定编号、执行操作，这个过程称为事务。

  Follower: 跟随者

  处理客户端非事务（读操作）请求（可以直接响应），转发事务请求给Leader；参与集群Leader选举

  投票。

  Observer: 观察者

  对于非事务请求可以独立处理（读操作），对于事务性请求会转发给leader处理。Observer节点接收

  来自leader的inform信息，更新自己的本地存储，不参与提交和选举投票。通常在不影响集群事务处

  理能力的前提下提升集群的非事务处理能力。