一、概括

zookeeper是一个典型的分布式一致性解决方案，分布式系统可以基于它实现发布/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可以保证分布式一致性特性：顺序一致性，原子性，单一视图，实时性，可靠性。

       ZooKeeper 是分布式应用程序的分布式开源协调服务。它公开了一组简单的原语，分布式应用程序可以基于这些原语实现更高级别的同步、配置维护、组和命名服务。zk由 Java 编写，支持Java 和 C 两种语言的客户端。ZooKeeper 减轻了分布式应用程序从头开始实现协调服务的责任。

二、基本概念

集群角色：

Leader，Follower，Observer。Leader提供写服务，Follower和Observer提供读服务，但Observer不能参与leader选举，也不能参与“过半写成功”策略。

会话：

session。客户端启动时与服务端建立TCP长连接。从第一次建立长连接开始，客户端会话的生命周期也就开始了。

数据节点：

Znode：

整体分为两类：持久，临时。又分为持久有序，持久无序，临时有序，临时无序。

版本：

对于每个znode，zk都会维护一个stat的数据结构，stat记录了znode的3个版本，分别是version，cversion,aversion

Watcher:

事件监听器。zk允许用户对节点注册监听，当节点有事件发生时，将事件通知到感兴趣的客户端。

ACL：

ACCESS CONTROL LISTS；zk通过ACL策略进行权限控制，相当于Unix权限控制。

包括：CREATE,READ,WRITE,DELETE,ADMIN.

       ZooKeeper 提供的命名空间很像标准文件系统。名称是由斜杠 (/) 分隔的一系列路径元素。ZooKeeper 名称空间中的每个节点都由路径标识。

       与标准文件系统不同的是，ZooKeeper 命名空间中的每个节点都可以拥有与其关联的数据以及子节点。这就像拥有一个允许文件也成为目录的文件系统。（ZooKeeper 被设计用来存储协调数据：状态信息、配置、位置信息等，所以每个节点存储的数据通常很小，在字节到千字节的范围内。）我们使用术语 znode来明确我们正在谈论 ZooKeeper 数据节点。

       Znode 维护一个统计结构，其中包括数据更改、ACL 更改和时间戳的版本号，以允许缓存验证和协调更新。每次 znode 的数据更改时，版本号都会增加。例如，每当客户端检索数据时，它也会收到数据的版本。

       存储在命名空间中每个 znode 的数据是原子读取和写入的。读取获取与 znode 关联的所有数据字节，写入替换所有数据。每个节点都有一个访问控制列表 (ACL)，它限制谁可以做什么。

       ZooKeeper 也有临时节点的概念。只要创建 znode 的会话处于活动状态，这些 znode 就存在。当会话结束时，znode 被删除。

三、功能

1、保证数据一致性    

ZooKeeper-集群-ZAB协议与数据同步_小王师傅66的博客-CSDN博客

2、更新和监听：

 ZooKeeper支持 watch 的概念。客户端可以在 znode 上设置监视。当 znode 有事件发生时，通知给感兴趣的客户端。通知变化时，watch 将被触发并移除。没错，每次watch被触发后，会被移除，需要继续监听需要再次添加。

       当 watch 被触发时，客户端会收到一个数据包，说明 znode 已更改。客户添加 -w 参数可实时监听节点与子节点的变化，并且实时收到通知。非常适用于保障分布式情况下的数据一致性。dubbo中使用zk作为注册中心等都用到了zk的更新监听功能。

四、归纳与总结

Zookeeper为解决分布式任务协调而生，基于ZAB算法实现，使其天生具有保证数据一致性的功能；基于内存存储（也可持久化到磁盘）决定了它可以实现高吞吐和低延迟；更新监听功能使变更能及时被通知。在后面的文章中，我们将重点介绍zookeeper的集群功能，ZAB一致性协议和zk的应用。

参考：

zk官网：ZooKeeper