浅谈分布式服务协调技术
Google的三篇论文影响了很多很多人，也影响了很多很多系统。这三篇论文一直是分布式领域传阅的经典。根据MapReduce，于是我们有了Hadoop；根据GFS，于是我们有了HDFS；根据BigTable，于是我们有了HBase。而在这三篇论文里都提及Google的一个Lock Service —— Chubby，哦，于是我们有了Zookeeper。
随着大数据的火热，Hxx们已经变得耳熟能详，现在作为一个开发人员如果都不知道这几个名词出门都好像不好意思跟人打招呼。但实际上对我们这些非大数据开发人员而言，Zookeeper是比Hxx们可能接触到更多的一个基础服务。但是，无奈的是它一直默默的位于二线，从来没有Hxx们那么耀眼。那么到底什么是Zookeeper呢？Zookeeper可以用来干什么？我们将如何使用Zookeeper？Zookeeper又是怎么实现的？
什么是Zookeeper
在Zookeeper的官网上有这么一句话：ZooKeeper is a centralized service for maintaining configuration information, naming, providing distributed synchronization, and providing group services。
这大概描述了Zookeeper主要是一个分布式服务协调框架，实现同步服务，配置维护和命名服务等分布式应用。是一个高性能的分布式数据一致性解决方案。
通俗地讲，ZooKeeper是动物园管理员，它是拿来管大象 Hadoop、鲸鱼 HBase、Kafka等的管理员。
Zookeeper和CAP的关系
作为一个分布式系统，分区容错性是一个必须要考虑的关键点。一个分布式系统一旦丧失了分区容错性，也就表示放弃了扩展性。因为在分布式系统中，网络故障是经常出现的，一旦出现在这种问题就会导致整个系统不可用是绝对不能容忍的。所以，大部分分布式系统都会在保证分区容错性的前提下在一致性和可用性之间做权衡。
ZooKeeper是个CP（一致性+分区容错性）的，即任何时刻对ZooKeeper的访问请求能得到一致的数据结果，同时系统对网络分割具备容错性；但是它不能保证每次服务请求的可用性。也就是在极端环境下，ZooKeeper可能会丢弃一些请求，消费者程序需要重新请求才能获得结果。
ZooKeeper是分布式协调服务，它的职责是保证数据在其管辖下的所有服务之间保持同步、一致；所以就不难理解为什么ZooKeeper被设计成CP而不是AP特性的了。而且， 作为ZooKeeper的核心实现算法Zab，就是解决了分布式系统下数据如何在多个服务之间保持同步问题的。
Zookeeper节点特性及节点属性分析
Zookeeper提供基于类似于文件系统的目录节点树方式的数据存储，但是Zookeeper并不是用来专门存储数据的，它的作用主要是用来维护和监控你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。
数据模型
与Linux文件系统不同的是，Linux文件系统有目录和文件的区别，而Zookeeper的数据节点称为ZNode，ZNode是Zookeeper中数据的最小单元，每个ZNode都可以保存数据，同时还可以挂载子节点，因此构成了一个层次化的命名空间，称为树。
Zookeeper中ZNode的节点创建时候是可以指定类型的，主要有下面几种类型。
- PERSISTENT：持久化ZNode节点，一旦创建这个ZNode点存储的数据不会主动消失，除非是客户端主动的delete。
- EPHEMERAL：临时ZNode节点，Client连接到Zookeeper Service的时候会建立一个Session，之后用这个Zookeeper连接实例创建该类型的znode，一旦Client关闭了Zookeeper的连接，服务器就会清除Session，然后这个Session建立的ZNode节点都会从命名空间消失。总结就是，这个类型的znode的生命周期是和Client建立的连接一样的。
- PERSISTENT_SEQUENTIAL：顺序自动编号的ZNode节点，这种znoe节点会根据当前已近存在的ZNode节点编号自动加 1，而且不会随Session断开而消失。
- EPEMERAL_SEQUENTIAL：临时自动编号节点，ZNode节点编号会自动增加，但是会随Session消失而消失
Watcher数据变更通知
Zookeeper使用Watcher机制实现分布式数据的发布/订阅功能。
Zookeeper的Watcher机制主要包括客户端线程、客户端WatcherManager、Zookeeper服务器三部分。客户端在向Zookeeper服务器注册的同时，会将Watcher对象存储在客户端的WatcherManager当中。当Zookeeper服务器触发Watcher事件后，会向客户端发送通知，客户端线程从WatcherManager中取出对应的Watcher对象来执行回调逻辑。
ACL保障数据的安全
Zookeeper内部存储了分布式系统运行时状态的元数据，这些元数据会直接影响基于Zookeeper进行构造的分布式系统的运行状态，如何保障系统中数据的安全，从而避免因误操作而带来的数据随意变更而导致的数据库异常十分重要，Zookeeper提供了一套完善的ACL权限控制机制来保障数据的安全。
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