Statement

• This article is my study notes about Zookeeper.
• Please refer to the original work for more details and indicate the source for reprinting.

1. zookeeper是一个顺序一致性的分布式数据库

多个节点共同组成一个分布式集群，挂掉任意一个节点，
数据库仍然可以正常工作，客户端无感知故障切换。
客户端向任意一个节点写入数据，其它节点可以立即看到最新的数据。

2. zookeeper的内部是一个key/value存储引擎

key是以树状的形式构成了一个多级的层次结构，
每一个节点既可以存储数据，又可以作为一个目录存放下一级子节点。

3. zookeeper提供了创建、修改、和删除节点的api

如果父节点没有创建，字节点会创建失败。如果父节点还有子节点，父节点不可以被删除。

4. zookeeper和客户端之间以socket形式进行双向通讯

客户端可以主动调用服务器提供的api，服务器可以主动向客户端推送事件。

有多种事件可以watch:

节点的增删改
子节点的增删改
会话状态变更等。  

5. zookeeper的事件有传递机制

字节点的增删改触发的事件会向上层依次传播，所有的父节点都可以收到字节点的数据变更事件;
所以层次太深或子节点太多会给服务器的事件系统带来压力。

6. zookeeper满足了CAP定理的分区容忍性P和强一致性C，牺牲了高性能A

但zookeeper的存储能力是有限的，当节点层次太深、子节点太多、或节点数据太大，都会影响数据库的稳定性。

所以zookeeper不是一个用来做高并发高性能的数据库，zookeeper一般只用来存储配置信息。

从下图可以看出当服务器节点增多时，复杂度会随之提升。

客户端连接zookeeper时会选择任意一个节点保持长链接，后续通信都是通过这个节点进行读写的。
如果该节点挂了，客户端会尝试去连接其它节点。

7. zookeeper 会话

服务器会为每个客户端连接维持一个会话对象，会话的ID会保存在客户端。
会话对象也是分布式的，意味着当一个节点挂掉了，客户端使用原有的会话ID去连接其它节点，
服务器维持的会话对象还继续存在，并不需要重新创建一个新的会话。

7.1 会话关闭

• 若客户端主动发送会话关闭消息，服务器的会话对象会立即删除。
• 若客户端不小心奔溃了，没有发送关闭消息，服务器的会话对象还会继续存在一段时间。

这个时间是会话的过期时间，在创建会话的时候客户端会提供这个参数，一般是10到30秒。

7.2 zookeeper 的生命周期

zookeeper的节点可以是持久化(Persistent)的，也可以是临时(Ephemeral)的。

• 临时的节点
  会话关闭后，会话期间创建的所有临时节点会立即消失。
  一般用于服务发现系统，将服务进程的生命期和zookeeper子节点的生命期绑定在一起，
  起到了实时监控服务进程的存活的效果。

• 顺序节点
  类似于mysql里面的auto_increment属性。
  服务器会在顺序节点名称后自动增加自增的唯一后缀，保持节点名称的唯一性和顺序性。

• 保护(Protected)节点
  这个节点非常特殊，但是也非常常用。在应用服务发现的场合时，客户端创建了一个临时节点后，
  服务器节点挂了，连接断开了，然后客户端去重连到其它的节点。
  因为会话没有关闭，之前创建的临时节点还存在，但是这个时候客户端却无法识别去这个临时节点是不是自己创建的，
  因为节点内部并不存储会话ID字段。

所以客户端会在节点名称上加上一个GUID前缀，这个前缀会保存在客户端，这样它就可以在重连后识别出哪个临时节点是自己之前创建的了。

如上图所示，我们要提供api.user这样的服务，这个服务有3个节点，每个节点有不一样的服务地址，
这3个节点各自将自己的服务注册进zk，然后消费者进行读取zk得到api.user的服务地址，
任选一个节点地址进行服务调用。

为了简单化，这里就没有提供权重参数了。在一个正式的服务发现里一般都有权重参数，
用于调整服务节点之间的流量分配。

• 保护顺序临时(ProtectedEphemeralSequential)子节点
  具体以下特性：

是一个临时节点，会话关闭后节点自动消失。
是个顺序节点，zookeeper自动在名称后面增加自增后缀，确保节点名称的唯一性。
是个保护性节点，节点前缀增加了GUID字段，确保断开重连后临时节点可以和客户端状态对接上。

• 参考
  https://zhuanlan.zhihu.com/p/34156758