Zookeeper基礎
在深入學習ZooKeeper工作之前，讓我們一起來看看ZooKeeper 的一些基本概念。我們將在本章討論下列主題 -
- 體系結構
- 分層名稱空間
- 對談
- 監控
ZooKeeper的體系結構
看看下面的圖。它描繪ZooKeeper 的「用戶端 - 伺服器架構」。
ZooKeeper 架構的一部分元件如下表中所解釋。
| 部分 | 描述 |
|---|---|
| Client |
用戶端，在我們的分散式應用叢集的一個節點，從伺服器獲取資訊。對於一個特定的時間間隔，每個用戶端將訊息傳送到伺服器，以讓伺服器都知道客戶機是活的。 同樣，伺服器會傳送一個確認當用戶端連線。如果沒有從所連線的伺服器的響應，用戶端自動重定向訊息到另一個伺服器 |
| Server | 伺服器，ZooKeeper整合的一個節點，提供所有的服務提供給客戶。給出應答客戶，告知該伺服器還活著 |
| 合組 | ZooKeeper 伺服器組。節點所需要形成的合奏的最小數目為3 |
| Leader | 它執行自動恢復，如果任何連線的節點的故障的伺服器節點。領導者服務啟動 |
| Follower | 遵循領導指示伺服器節點 |
分層名稱空間
下圖顯示了用於記憶體中表示 ZooKeeper 檔案系統的樹形結構。 ZooKeeper節點被稱為znode。每個znode由一個名稱識別，並通過路徑（/）序列隔開。
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在圖中，首先有一個根znode，它由「/」分隔。在根下，有兩個邏輯名稱空間 config 和 workers。
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在config名稱空間用於集中組態管理以及 workers 名稱空間用於命名。
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在 config 名稱空間下，每個znode可以儲存高達 1MB 的資料。這類似於UNIX檔案系統，不同的是父 znode 也可以儲存資料。這種結構的主要目的是儲存同步資料以及描述znode的後設資料。這種結構被稱為 ZooKeeper資料模型。
在 ZooKeeper 資料模型中每個 znode 維護一個 stat 結構。 一個統計（stat ）只是提供了一個 znode 後設資料。 它由版本號，動作控制列表（ACL），時間戳和資料長度組成。
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版本號 ? 每個znode都有一個版本號，這意味著每個相關的時間使用節點改變資料，其相應的版本號也將增加。使用版本號是重要的，在多個 zookeeper 的用戶端正在努力通過相同znode執行操作。
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動作控制列表（ACL） ?ACL是基本的身份驗證機制，用於存取znode。它管理所有的znode讀寫操作。
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時間戳 ? 時間戳表示過去時間，從znode建立和修改起算。它通常以毫秒表示。ZooKeeper 確定每次從「事務ID」（zxid）更改znodes。Zxid是獨特的，為每個事務處理維持時間，使您可以輕鬆地識別從一個請求到另一個請求經過的時間。
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資料長度 ? 儲存在 znode 資料的合計量是資料長度。可以儲存的最巨量資料容量為1MB。
Znodes 型別
Znodes 被歸類為永續性，順序和短暫。
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永續性znode ? 永續性 znode 處於活動狀態，即使用戶端，它創造了特定的 znode。預設情況下，所有的 znodes 是持久的，除非另有說明。
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短暫znode ? 短暫znodes活躍，直到用戶端還活著。當用戶端被從 ZooKeeper 集合斷開連線，然後znodes自動刪除。由於這個原因，只有短暫znodes不允許再有一個子。如果短周期znode被刪除，那麼下一個合適的節點，將填補其位置。短暫znodes 發揮在領導選舉中起重要作用。
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連續znode ? 連續znodes可以是持久或短暫的。當一個新的znode作為連續znode建立的，則 ZooKeeper 通過將10位的序列號為原始名稱設定znode的路徑。例如，如果使用路徑 /myapp 來建立一個znode作為連續znode，ZooKeeper將改變路徑 /myapp0000000001並設定一個序列號為0000000002。如果兩個連續znodes同時被建立，ZooKeeper從來不使用相同數量在每個znode上。連續znodes在鎖定和同步中起到重要作用。
對談
對談對於 ZooKeeper 操作是非常重要的。請求在對談 FIFO 順序執行。當一個用戶端連線到伺服器，對談將建立一個對談ID並分配給用戶端。
用戶端在特定的時間間隔傳送心跳來保持對談有效。如果 ZooKeeper 從用戶端接收檢測信號超過在服務的開始指定的期間（對談超時），它認為該客戶死亡。
對談超時通常以毫秒表示。當一個對談因任何原因而結束，該對談期間短暫創造了的 znodes 會被刪除。
監視
監視是一個簡單的機制，在ZooKeeper集合通知下以獲取客戶有關的變化。 用戶端可以設定監視，同時讀取特定znode。監視傳送通知給註冊的客戶機對任何znode（在其上的用戶端暫存器）的變化。
節點改變時znode或子znode變化相關聯的資料也會被修改。監視只被觸發一次。如果客戶想要再次通知，則必須通過另一次讀操作來完成。當一個連線對談已過期，用戶端會從伺服器斷開，並在相關的監視也將被刪除。