基础概念 - Zookeeper 面试题及答案
Zookeeper 是什么？能做什么？
Zookeeper 是一个开源的，是用于维护配置信息，命名，提供分布式同步和提供组服务的集中式服务。
可以基于 Zookeeper 实现诸如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master 选举、分布式锁和分布式队列等功能。
Zookeeper 最常用的一个使用场景就是作为注册中心，生产者将自己提供的服务注册到 Zookeeper，然后消费者从 Zookeeper 中拿到生产者的服务列表信息，然后再去调用生产者的内容数据，比如 Dubbo，Kafka 都是使用 Zookeeper 作为注册中心的。
说说 Zookeeper 的数据结构吧
ZooKeeper 提供的名称空间与标准文件系统的名称空间非常相似。名称是由斜杠（“ /”）分隔的一系列路径元素。ZooKeeper 命名空间中的每个 znode 均由路径标识。每个 znode 都有一个父对象，其路径是 znode 的前缀，元素少一个；此规则的例外是 root（“ /”），它没有父项。此外，与标准文件系统完全一样，如果 znode 有子节点，则无法删除它。
ZooKeeper 与标准文件系统之间的主要区别在于，每个 znode 都可以具有与之关联的数据（每个文件也可以是目录，反之亦然），并且 znode 限于它们可以拥有的数据量。ZooKeeper 旨在存储协调数据：状态信息，配置，位置信息等。这种元信息通常以千字节（如果不是字节）来度量。ZooKeeper 具有1M的内置完整性检查，以防止将其用作大型数据存储，但是通常，它用于存储小得多的数据。
Znode的三种类型:
- 持久节点（persistent node）节点会被持久
- 临时节点（ephemeral node），客户端断开连接后，ZooKeeper 会自动删除临时节点
- 顺序节点（sequential node），每次创建顺序节点时，ZooKeeper 都会在路径后面自动添加上10位的数字，从1开始，最大是2147483647 （2^32-1）
Znode的四种形式:
- 持久节点:如 create /test/a "hello"，通过 create参数指定为持久节点
- 持久顺序节点:通过 create -s参数指定为顺序节点
- 临时节点:通过 create -e参数指定为顺序节点
- 临时顺序节点:通过 create -s -e参数指定为临时及顺序节点
Znode里面都存储了什么？
Znode包含了存储数据(data)、访问权限(acl)、子节点引用(child)、节点状态信息(stat)
- data: znode存储的业务数据信息
- acl: 记录客户端对znode节点的访问权限，如IP等。
- child: 当前节点的子节点引用
- stat: 包含Znode节点的状态信息，比如事务id、版本号、时间戳等等。
Zookeeper 的系统架构又是怎么样的？
ZooKeeper 分为 服务器端（Server） 和客户端（Client），客户端可以连接到整个 ZooKeeper 服务的任意服务器上（除非 leaderServes 参数被显式设置，leader 不允许接受客户端连接），客户端使用并维护一个 TCP 连接，通过这个连接发送请求、接受响应、获取观察的事件以及发送信息。
组成 ZooKeeper 服务的服务器必须彼此了解。它们维护一个内存中的状态图像，以及持久存储中的事务日志和快照，只要大多数服务器可用，ZooKeeper 服务就可用；
Zookeeper 集群中Server有三种角色，Leader、Follower 和 Observer
- Leader:负责投投票的发起与决议，更新系统状态，写数据
- Follower:用于接收客户端请求并用来返回结果，在选主过程中参与投票
- Observer:可以接受客户端连接，将写请求转发给leader节点，但是不参与投票过程，只同步leader状态，主要存在目的就是为了提高读取效率
将 server 分为三种是为了避免太多的从节点参与过半写的过程，导致影响性能，这样 Zookeeper 只要使用一个几台机器的小集群就可以实现高性能了，如果要横向扩展的话，只需要增加 Observer 节点即可。
Zookeeper 建议集群节点个数为奇数，只要超过一半的机器能够正常提供服务，那么整个集群都是可用的状态。
ZooKeeper 启动时，将从实例中选举一个 leader，Leader 负责处理数据更新等操作，一个更新操作成功的标志是当且仅当大多数 Server 在内存中成功修改数据。每个 Server 在内存中存储了一份数据。
Zookeeper 的数据一致性是依靠ZAB协议完成的。
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