今天介紹Apache著名頂級項目ZooKeeper，簡稱zk。如封面所示，管理zoo的兇猛野獸可不是簡單之事。之所以先介紹zk是因爲其影響力之大，範圍之廣，在後續的頂級項目中但凡設計分佈式幾乎都與其關聯，所以還是及早鋪墊爲妙。
官網介紹，zk是一個分佈式的，開源的分佈式應用程序協調服務，爲分佈式應用提供了一致性服務，核心功能包括：配置維護，命名服務，分佈式同步，組服務等。前半句比較繞口，大意爲，zk本身設計，架構也是分佈式的，同時它的核心功能也是爲分佈式應用提供服務的。呵呵，這年代，技術標榜中不提及分佈式都不敢出來混。
另外，其實zk是Google的項目Chubby的開源實現，這裏拋幾個引子，google可謂是dt時代身後大師，很多知名的項目包括hadoop，hbase以及zk都是根據google的幾篇論文而來，zk是來自“The Chubby lock service for loosely-coupled distributed system”。說的直白一點，google本身在大型分佈式領域經過了多年技術沉澱，早早領先於業界，首先用google本身都是採用閉源商業開發，所以只好拋幾篇paper出來，然而僅僅這2，3片paper就對整個世界都起了大變化，業界的大師以及各it公司如獲至寶，茅塞頓開，包括facebook以及中國的阿里與騰訊，紛紛實現Google的開源軟件，以至於後來的發展已經超出了google的預計，甚至倒逼Google後來的一些開源，如Go, Kubernetes等，也不知是google成就了dt還是雙贏。向Google致敬，帶着濃濃的硅谷底蘊，算一家偉大的技術公司！國內的巨頭，目前還在霸道，土豪的成長中，帶着濃濃的商業氣息。
zk目前stable版本是3.4，系統數據模型如下：
可以看出分佈式的設計，其核心數據模型理念類似文件目錄結構(通過/分割)，其中每一個節點zk中稱之爲znodes，每個節點都可以用根path來決定，總體提供一個分佈式環境共享的hierarchal命名空間，這樣分佈式服務process就可以通過這個命名空間協調。另外，與文件目錄的差異，這個數據模型是動態kept in-memory，目的是提供高併發，低延遲。注意，最近的業界，流行提到孿生術語“高併發，低延遲”。zk自己的分佈式體現在它的架構設計。
zk的分佈式結構，znodes之間通過in-memory，以及也支持持久化transaction logs，snapshots, 同時顯然支持replicated。
zk客戶端通過tcp鏈接一個zk服務器，zk客戶端通過持續發送request，獲得response，監控events，以及發送heart beats，即心跳脈衝，如果連接斷掉，會重新自動連接新的server。不用擔心，zk客戶端通常會被封裝在其它高端產品中。
繼續回到上邊的znodes，這個是其核心之一。zonde可以保存狀態信息，配置信息，location信息等。所以每個znode大小很小，幾個字節－幾k而已。znodes維護了structure的狀態信息，版本，acl變化。每次znode數據變化會自動加版本，zk客戶端同樣可以收到版本信息。znode有一個重要的概念ephemeral nodes，中文意思是指一些短暫生命週期的節點。ephemeral nodes非常有用，它的生命週期是當session創建時激活，session結束了就刪除。
另一個zk的功力是watches，zk客戶可以監控znodes，一個watch event將被激活當有任何的znode變化，進而zk客戶端可以做進一步處理，比如發現某些server不可用，zk客戶端可以負載均衡等。
zk的API也清晰簡單，create，delete，exists，get，sync等，與普通數據庫活着文件系統類似。
zk的replication如下圖所示
值得注意的是，zk的replicaitn數據庫是in-memory包含整個data tree。 zk的讀請求會從local replica服務數據庫獲取，zk的write請求會通過agreement protocol：所有的write請求會轉發到single server，zk術語叫leader，其它的zk server術語叫followers，哪裏都有領導啊？哈哈。消息層負責重新選舉leader，以及同步leader到followers。
zk性能統計：
放心，性能不好官網也不敢上圖了。此統計圖來自Yahoo! 注意，囉嗦一下，yahoo後面的！是yahoo的一部分哦。
好了，來點乾貨，run一下吧，當然要分佈式run了，先來3個server吧。Running Replicated ZooKeeper, 單機模式很簡單，replicated模式是生產環境必備模式。zk中一個replicated group叫做quorum，replicated模式下，所有的quorum服務器都複製相同配置文件。
別忘了建一個data目錄，創建一個myid文件，裏面標示server數字如1.
run run run zk
創建一個node吧，run一些命令
可以故意刪除一些server，如刪除server2，然後繼續連接，測試zk的分佈式集羣。不高興弄了。大家可以自己玩。
再上一個watch的java用例，來自官網。
好了，先拋轉頭到這裏吧，有興趣的可以繼續深入研究。如zk的分佈式鎖，以fast paxos爲基礎的變種ZAB協議，以及leader選舉算法。
總結一下，zk目前已經儼然成爲分佈式集羣管理的必不可少的一個模塊，包括hadoop，hbase等用它來管理namenode， hbase裏的master election，server狀態同步。