Zookeeper是一个分布式的，开源的分布式应用程序协调服务，它允许系统中的应用程序通过一致性服务来协调它们之间的活动。它可以用于在分布式系统中存储和共享配置信息，同步数据，并且可以用于实施集群管理。
本文将介绍如何使用Zookeeper来构建一个分布式应用。首先，我们将介绍Zookeeper的基本概念，然后我们将学习如何使用Zookeeper API来实施分布式应用。最后，我们将看看如何使用Zookeeper来监控和优化分布式应用。
Zookeeper是一个分布式的、可靠的、高性能的、可扩展的、易于使用的协调服务。它是一个基于Java语言实现的Apache项目，既可以作为独立运行的服务也可以作为一个独立进程运行在Hadoop集群上。
Zookeeper使得在分布式应用中共享数据变得容易。客户端可以通过API来请求数据，而不必耗费大量时间去处理复杂的通信协议。此外，Zookeeper还能够监测集群中各个节点之间的通信情况，并能够根据情况采取补救措施。
// 创建 Zookeeper 客户端对象
ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 3000, new Watcher() {
public void process(WatchedEvent event) {
// 监听回调函数
}
});
// 创建一个 ZNode 节点
String path = zk.create("/mynode", "data".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
System.out.println("Created ZNode: " + path);
// 获取 ZNode 节点数据
byte[] data = zk.getData("/mynode", false, null);
System.out.println("Data of ZNode: " + new String(data)); 上面代码中，我们使用 Zookeeper API 来创建一个 ZNode 节点并读取其数据。在 Zookeeper API 的 create() 方法中，我们传入了要创建 ZNode 的名字、要存储在该 ZNode 的数据、ACL 权限信息、ZNode 类型信息四个参数。然后我们使用 getData() 方法来读取 ZNode 的数据内容。
// 连接 Zookeeper 服务端并注册 Watcher 事件监听对象 ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 3000, new Watcher() { public void process(WatchedEvent event) { // 监听回调函数 } }); // 这里注册 Watcher 和 Path （/mynode ） Stat stat = zk.exists("/mynode", true); if (stat != null) { System.out.println("/mynode exists"); } else { System.out.println("/mynode does not exist"); } 上面代码中，我们使用 exists() 方法来注册 Watcher 和 Path （ /mynode ） （也就是要监测 /mynode 节
在深入了解ZooKeeper的运作之前，让我们来看看ZooKeeper的基本概念。我们将在本章中讨论以下主题：
1、Architecture（架构）
2、Hierarchical namespace（层次命名空间）
3、Session（会话）
4、Watches（监视）
看看下面的图表。它描述了ZooKeeper的“客户端-服务器架构”。
作为ZooKeeper架构的一部分的每个组件在下表中进行了说明。
| 部分 | 描述 |
|---|---|
| Client（客户端） | 客户端，我们的分布式应用集群中的一个节点，从服务器访问信息。对于特定的时间间隔，每个客户端向服务器发送消息以使服务器知道客户端是活跃的。 类似地，当客户端连接时，服务器发送确认码。如果连接的服务器没有响应，客户端会自动将消息重定向到另一个服务器。 |
| Server（服务器） | 服务器，我们的ZooKeeper总体中的一个节点，为客户端提供所有的服务。向客户端发送确认码以告知服务器是活跃的。 |
| Ensemble | ZooKeeper服务器组。形成ensemble所需的最小节点数为3。 |
| Leader | 服务器节点，如果任何连接的节点失败，则执行自动恢复。Leader在服务启动时被选举。 |
| Follower | 跟随leader指令的服务器节点。 |
下图描述了用于内存表示的ZooKeeper文件系统的树结构。ZooKeeper节点称为 znode 。每个znode由一个名称标识，并用路径(/)序列分隔。
在图中，首先有一个由“/”分隔的znode。在根目录下，你有两个逻辑命名空间 config 和 workers 。
config 命名空间用于集中式配置管理，workers 命名空间用于命名。
在 config 命名空间下，每个znode最多可存储1MB的数据。这与UNIX文件系统相类似，除了父znode也可以存储数据。这种结构的主要目的是存储同步数据并描述znode的元数据。此结构称为 ZooKeeper数据模型。
Znode兼具文件和目录两种特点。既像文件一样维护着数据长度、元信息、ACL、时间戳等数据结构，又像目录一样可以作为路径标识的一部分。每个Znode由三个部分组成：
版本号 - 每个znode都有版本号，这意味着每当与znode相关联的数据发生变化时，其对应的版本号也会增加。当多个zookeeper客户端尝试在同一znode上执行操作时，版本号的使用就很重要。
操作控制列表(ACL) - ACL基本上是访问znode的认证机制。它管理所有znode读取和写入操作。
时间戳 - 时间戳表示创建和修改znode所经过的时间。它通常以毫秒为单位。ZooKeeper从“事务ID"(zxid)标识znode的每个更改。Zxid 是唯一的，并且为每个事务保留时间，以便你可以轻松地确定从一个请求到另一个请求所经过的时间。
数据长度 - 存储在znode中的数据总量是数据长度。你最多可以存储1MB的数据。
Znode被分为持久（persistent）节点，顺序（sequential）节点和临时（ephemeral）节点。
持久节点 - 即使在创建该特定znode的客户端断开连接后，持久节点仍然存在。默认情况下，除非另有说明，否则所有znode都是持久的。
临时节点 - 客户端活跃时，临时节点就是有效的。当客户端与ZooKeeper集合断开连接时，临时节点会自动删除。因此，只有临时节点不允许有子节点。如果临时节点被删除，则下一个合适的节点将填充其位置。临时节点在leader选举中起着重要作用。
顺序节点 - 顺序节点可以是持久的或临时的。当一个新的znode被创建为一个顺序节点时，ZooKeeper通过将10位的序列号附加到原始名称来设置znode的路径。例如，如果将具有路径 /myapp 的znode创建为顺序节点，则ZooKeeper会将路径更改为 /myapp0000000001 ，并将下一个序列号设置为0000000002。如果两个顺序节点是同时创建的，那么ZooKeeper不会对每个znode使用相同的数字。顺序节点在锁定和同步中起重要作用。
会话对于ZooKeeper的操作非常重要。会话中的请求按FIFO顺序执行。一旦客户端连接到服务器，将建立会话并向客户端分配会话ID 。
客户端以特定的时间间隔发送心跳以保持会话有效。如果ZooKeeper集合在超过服务器开启时指定的期间（会话超时）都没有从客户端接收到心跳，则它会判定客户端死机。
会话超时通常以毫秒为单位。当会话由于任何原因结束时，在该会话期间创建的临时节点也会被删除。
监视是一种简单的机制，使客户端收到关于ZooKeeper集合中的更改的通知。客户端可以在读取特定znode时设置Watches。Watches会向注册的客户端发送任何znode（客户端注册表）更改的通知。
Znode更改是与znode相关的数据的修改或znode的子项中的更改。只触发一次watches。如果客户端想要再次通知，则必须通过另一个读取操作来完成。当连接会话过期时，客户端将与服务器断开连接，相关的watches也将被删除。
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