Zookeeper原理

Zookeeper主要用在分布式应用中实现一致性协调调度服务。它的命名空间类似传统文件系统，每个节点都以唯一的路径进行标识，不同的是，每个节点除了可以拥有子节点外，还可拥有相对性的data数据。

一、Zookeeper命名空间

上图是一个典型的Zookeeper命名空间结构，通过路径"/app1/p_1"可访问znode1节点，每个节点可存储少量数据，如状态、配置、位置信息等等，且data信息量很小，一般在byte到KB级别。节点znode维护一个状态stat结构（包括数据变化的版本号、ACL变化、时间戳），以允许缓存验证与协调更新。每当节点数据内容改变时，多一个版本号，类似HBase。客户端获取数据的同时也获取相对应的版本号。节点数据内容以原子方式读写，读操作会读取该znode的全部data数据，同样写操作也会覆盖该znode的全部data数据，不存在部分读写的情况。同时，每个节点有一个访问控制列表ACL（Access Control List）来约束访问操作，即具有权限控制。

znode存在两种：

常规的znode: 由用户显式创建和删除

ephemeral znode：临时型znode, 其生命周期伴随于创建它的session， session结束后，ZooKeeper Server会自动删除它，当然用户也可以显式的删除

二、Zookeeper的Watches

Zookeeper对Node的增删改查都可触发监听，每个client可对一个znode设置一个watch事件。当watch监视的数据发生变化时，会通知设置了该watch的client，即watcher。watch事件是一次性触发器，即触发一次就会被取消，该client如果还要监视该znode的变化，需要再次设置相应的watch事件。

注：

watch事件异步发送至观察者，可能导致当两次触发时间间隔太短的时候，不同的接收者收到的事件不一致

watch是一次性触发的且在获取watch事件和设置watch事件之间有延迟，所以不能可靠的观察到节点的每一次变化

客户端监视一个节点，总是先获取watch事件，再发现节点的数据变化。
watch事件的顺序对应于zookeeper服务所见的数据更新顺序

三、Zookeeper读写流程

读请求到来时，将直接从replicated database获取数据，replicated database是一个内存数据库，因此读写效率高

写请求到来时，所有的写请求都会先发送给一个称之为leader的server，然后由该leader广播给各个follower（server），在收到超过一半的server反馈的ack之后，认为此次写操作成功。同时，再写操作更新到内存数据库之前，会先持久化到磁盘，用于恢复。如下图所示：

四、在dubbo中的应用

在分布式系统中，通过使用命名服务，客户端应用能够根据指定名字来获取资源或服务的地址，提供者等信息。被命名的实体通常可以是集群中的机器，提供的服务地址，远程对象等等——这些我们都可以统称他们为名字（Name）。其中较为常见的就是一些分布式服务框架中的服务地址列表。通过调用ZK提供的创建节点的API，能够很容易创建一个全局唯一的path，这个path就可以作为一个名称。比如dubbo应用中：

服务提供者在启动的时候，向ZK上的指定节点/dubbo/${serviceName}/providers目录下写入自己的URL地址，这个操作就完成了服务的发布。

服务消费者启动的时候，订阅/dubbo/serviceName/providers目录下的提供者URL地址，并向/dubbo/serviceName/providers目录下的提供者URL地址，并向/dubbo/{serviceName} /consumers目录下写入自己的URL地址。

注意，所有向ZK上注册的地址都是临时节点，这样就能够保证服务提供者和消费者能够自动感应资源的变化。

另外，Dubbo还有针对服务粒度的监控，方法是订阅/dubbo/${serviceName}目录下所有提供者和消费者的信息。