聊完kafka必不可少的需要再聊一聊zk了,下面開始
一、ZK是什麼
ZooKeeper是分佈式應用程序的高性能協調服務。它可以實現分佈式的選主、統一配置管理，命名，分佈式節點同步，分佈式鎖等分佈式常用功能；它以path節點的形式保存數據，每個節點都可以存儲數據，因爲ZK只是分佈式的協調者而不推薦做數據庫，所以需要減少沒必要的寫操作，確保對外提供的服務高效、快速，因此其節點的最大容量限制爲1M；
1、ZK的節點類型
- 持久節點 即客戶端創建後不會隨着客戶端的下線而消失，會一直存在；
- 臨時節點 即隨着客戶端的下線而被刪除;這裏需要說下的是，zk會給每個客戶端創建一個session，且該session是會同步到集羣其他節點的；
2、ZK的幾個特徵
- 順序一致性 ===> 即客戶端的更新將按發送順序執行
- 原子性 ===> 即更新要麼成功要麼失敗，沒有中間狀態
- 統一視圖 ===> 無論連接到哪個服務器，客戶端都將看到相同的服務視圖,即集羣內各節點對外展示的視圖統一不會有偏差
- 可靠性 ===> 節點更新以後在下次操作它之前，該節點的數據不會發生變更
- 及時性 ===> 集羣對外提供的客戶視圖保證在特定時間範圍內是最新的，可以理解成最終一致性，某個節點發生編號後會在特定時間內同步到集羣其他節點，這也呼應了統一視圖的特徵
3、常用命令
- create [-s] [-e] path data
-s 可選，表示創建的是序列節點，會給節點編號，可以在分佈式集羣環境下保證向同一個節點寫入數據的安全性(不被覆蓋)
-e 可選，表示創建的是臨時節點
path 必填，表示期望創建的節點路徑
data 必填，表示期望存儲的數據，需要注意的是如果不用存數據該參數也不可缺省，可用""代替 - get path
獲取path路徑下的子節點信息 - set path data
設置path下存儲的值 - delete path
刪除path - sync path
獲取path下集羣一致性達成後的最終數據，即如果請求的是非leader節點需同步向leader請求數據
二、ZK的集羣
zk是主從複製集羣，一個leader多個follower，只有leader能寫，其餘節點只提供讀功能，但是客戶端是可以連接集羣中任意節點的，當連接的是leader則直接寫，當連接的是follower則會被轉發到leader進行寫操作；zk集羣分爲兩種狀態，一種爲leader存活的可用狀態，另一種爲leader掛了的不可用狀態(無主)；當集羣處於不可用狀態即leader下線時，分爲兩種情況，一種是剩餘存活節點的個數滿足過半選舉條件，此時會進行選主操作,過半通過即產生新的leader集羣恢復成可用狀態；另一種是剩餘存活節點數不滿足過半選舉條件，如leader掛了後集羣只剩兩臺機子了，這樣會出現腦裂問題，會導致選主失敗整個集羣仍會處於不可用狀態。需要注意的是第二種選主失敗集羣不可用的情況下，只是集羣對外不可用，對應存活實例的進程仍然存在，直到有新的服務上線滿足選主條件，從而使集羣快速恢復到可用狀態；下面通過圖示直觀展現：
集羣間數據同步問題
zk集羣由leader負責數據的增改操作，那麼leader的數據同步到集羣各節點是如何做到數據一致性的呢？zk採用的是最終一致性策略，通過ZAB協議實現，下面介紹ZAB協議
- ZAB(原子廣播協議)
ZAB是zk特有的一致性協議，並非分佈式通用的一致性協議，其基於Paxos演變而來；leader會爲每個follower分配一個FIFO的隊列，當leader接收到寫請求時，會爲寫入節點分配Zxid,同時將其放入隊列；follower按序從隊列中取出對應信息向自身的磁盤寫日誌成功後向leader回一個ack；當leader收到ack的個數大於集羣一半時即認爲消息確認成功，執行commit操作；並向各follower發起將數據寫到內存的操作，至此寫入操作完成；
總結：ZAB協議隊列和廣播以及兩階段提交來實現數據同步。通過隊列的FIFO特性以及兩階段提交保證了數據同步的原子性；
通過廣播給各個follower集羣並且不要求每個follower都同步成功(過半)保證了集羣間數據同步的高效性；
leader維護的隊列也爲最終一致性的策略提供了保證，leader會將所有的寫請求都放入隊列，follower按順序消費最終必然會與leader保持數據一致
集羣是如何選主的
當leader掛了後，集羣中任意節點發現後都會進行選主投票，只要有一個節點觸發投票那麼集羣中每個節點都會被動參與投票，因爲集羣各節點是互相連通的；zk集羣第一次啓動誰的ID大誰就是leader，後續集羣出了問題重啓的話，則誰的數據完整(Zxid大)誰是leader，如果保留的數據一樣大則再比較節點自身的myId；
補充
Zxid指的是當前節點的事物id，數值越大表示該節點的數據同步情況越完整；myid指的是在創建zk集羣的時候，我們給它配置的值