1.zookeeper介绍
zookeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，它包含一个简单的原语集，分布式应用程序可以根据它实现同步服务，
配置维护和命名服务等。
基本架构图：
2.为什么要使用zookeeper
2.1） 大部分分布式应用需要一个主控、协调器或控制器来管理物理分布的子进程（如资源、任务分配等）
2.2） 目前，大部分应用需要开发私有的协调程序，缺乏一个通用的机制
2.3）协调程序的反复编写浪费，且难以形成通用、伸缩性好的协调器
2.4）ZooKeeper：提供通用的分布式锁服务，用以协调分布式应用
3.zookeeper与haoop框架的结合
3.1） Hadoop2.0,使用Zookeeper的事件处理确保整个集群只有一个活跃的NameNode,存储配置信息等.
3.2）HBase,使用Zookeeper的事件处理确保整个集群只有一个HMaster,察觉HRegionServer联机和宕机,存储访问控制列表等.
4.zoookeeper的特性
4.1）简易
ZooKeeper的最重要核心就是一个精简文件系统，提供一些简单的操作以及附加的抽象（例如排序和通知）。
4.2） 易表达
ZooKeeper的原型是一个丰富的集合，它们是一些已建好的块，可以用来构建大型的协作数据结构和协议，例如：分布式队列、分布式锁以及一组对等体的选举。
4.3） 高可用性
ZooKeeper运行在一些集群上，被设计成可用性较高的，因此应用程序可以依赖它。ZooKeeper可以帮助你的系统避免单点故障，从而建立一个可靠的应用程序。
4.4） 松散耦合
ZooKeeper的交互支持参与者之间并不了解对方。例如：ZooKeeper可以被当做一种公共的机制，使得进程彼此不知道对方的存在也可以相互发现并且交互，对等方可能甚至不是同步的。
4.5）ZooKeeper是一个库
ZooKeeper提供了一个开源的、共享的执行存储，以及通用协作的方法，分担了每个程序员写通用协议的负担。随着时间的推移，人们可以增加和改进这个库来满足自己的需求。
）
5.1）下载ZooKeeper：http://labs.renren.com/apache-mirror/zookeeper/zookeeper-3.4.3/zookeeper-3.4.3.tar.gz
5.2） 解压：tar xzf zookeeper-3.4.3.tar.gz
5.3） 在conf目录下创建一个配置文件zoo.cfg，或者zookeeper的默认配置文件为zookeeper/conf/zoo_sample.cfg，需要将其修改为zoo.cfg。
tickTime=2000
ataDir=/Users/zdandljb/zookeeper/data
dataLogDir=/Users/zdandljb/zookeeper/dataLog
clientPort=2181
配置解释：
1.tickTime：CS通信心跳时间
Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。tickTime以毫秒为单位。
tickTime=2000
2.initLimit：LF初始通信时限
集群中的follower服务器(F)与leader服务器(L)之间初始连接时能容忍的最多心跳数（tickTime的数量）。
initLimit=5
3.syncLimit：LF同步通信时限
集群中的follower服务器与leader服务器之间请求和应答之间能容忍的最多心跳数（tickTime的数量）。
syncLimit=2
4.dataDir：数据文件目录
Zookeeper保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
ataDir=/home/michael/opt/zookeeper/data
5.clientPort：客户端连接端口
客户端连接 Zookeeper 服务器的端口，Zookeeper 会监听这个端口，接受客户端的访问请求。
clientPort=2181
5.4） 启动ZooKeeper的Server：sh bin/zkServer.sh start, 如果想要关闭，输入：zkServer.sh stop
zookeeper的安装与配置（集群模式）
6.1) 在conf目录下创建一个配置文件zoo.cfg，或者修改原有的模板配置文件
tickTime=2000
dataDir=/Users/zdandljb/zookeeper/data
dataLogDir=/Users/zdandljb/zookeeper/dataLog
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=server1:2888:3888
server.2=server2:2888:3888
server.3=server3:2888:3888
解释：server.A=B：C：D：其中 A 是一个数字，表示这个是第几号服务器；B 是这个服务器的 ip 地址；C 表示的是这个服务器与
集群中的 Leader 服务器交换信息的端口；D 表示的是万一集群中的 Leader 服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，
选出一个新的 Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。如果是伪集群的配置方式，由于 B 都是一样，
所以不同的 Zookeeper 实例通信端口号不能一样，所以要给它们分配不同的端口号。
6.2）除了修改 zoo.cfg 配置文件，集群模式下还要配置一个文件 myid，这个文件在 dataDir 目录下，这个文件里面就有一个数据就是 A 的值，
Zookeeper 启动时会读取这个文件，拿到里面的数据与 zoo.cfg 里面的配置信息比较从而判断到底是那个 server。
server1机器的内容为：1，server2机器的内容为：2，server3机器的内容为：3
zookeeper的安装与配置（伪集群模式）
6.1）建了3个文件夹，server1 server2 server3，然后每个文件夹里面解压一个zookeeper的下载包
6.2） 进入data目录，创建一个myid的文件，里面写入一个数字，server1,就写一个1，server2对应myid文件就写入2，server3对应myid文件就写个3
6.3）在conf目录下创建一个配置文件zoo.cfg，
tickTime=2000
dataDir=/Users/zdandljb/zookeeper/data
dataLogDir=xxx/zookeeper/server1/
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=server1:2888:3888
server.2=server2:2888:3888
server.3=server3:2888:3888
6.4） 注意点:
在一台机器上部署了3个server；需要注意的是clientPort这个端口如果在1台机器上部署多个server,那么每台机器都要不同clientPort，
比如 server1是2181,server2是2182，server3是2183，dataDir和dataLogDir也需要区分下；最后几行唯一需要注意的地方就是 server.X
这个数字就是对应 data/myid中的数字。 你在3个server的myid文件中分别写入了1，2，3，那么每个server中的zoo.cfg都配
server.1,server.2,server.3就OK了。因为在同一台机器上， 后面连着的2个端口3个server都不要一样，否则端口冲突，其 中第一个端口
用来集群成员的信息交换，第二个端口是在leader挂掉时专门用来进行选举leader所用。 进入zookeeper-3.3.2/bin 目录中，.
/zkServer.sh start启动一个server,这时会报大量错误？其实没什么关系，因为现在集群只起了1台server，
zookeeper服务器端起来会根据 zoo.cfg的服务器列表发起选举leader的请求，因为连不上其他机器而报错，那么当我们起第二个
zookeeper实例后， leader将会被选 出，从而一致性服务开始可以使用，这是因为3台机器只要有2台可用就可以选出leader并且对外提
供服务(2n+1台机器，可以容n台机器挂掉)。
7.zookeeper的数据模型
7.1）概念：zookeeper会维护一个具有层析关系的数据结构，它非常类似于一个标准的文件系统
7.2) 图解
7.3）数据模型的基本概念
Zookeeper 这种数据结构有如下这些特点：
每个子目录项如 NameService 都被称作为 znode，这个 znode 是被它所在的路径唯一标识，如 Server1 这个 znode 的标识为 /NameService/Server1znode 可以有子节点目录，并且每个 znode 可以存储数据，注意 EPHEMERAL 类型的目录节点不能有子节点目录znode 是有版本的，每个 znode 中存储的数据可以有多个版本，也就是一个访问路径中可以存储多份数据znode 可以是临时节点，一旦创建这个 znode 的客户端与服务器失去联系，这个 znode 也将自动删除，Zookeeper 的客户端和服务器通信采用长连接方式，每个客户端和服务器通过心跳来保持连接，这个连接状态称为 session，如果 znode 是临时节点，这个 session 失效，znode 也就删除了znode 的目录名可以自动编号，如 App1 已经存在，再创建的话，将会自动命名为 App2znode 可以被监控，包括这个目录节点中存储的数据的修改，子节点目录的变化等，一旦变化可以通知设置监控的客户端，这个是 Zookeeper 的核心特性，Zookeeper 的很多功能都是基于这个特性实现的. 通过这个特性可以实现的功能包括配置的集中管理，集群管理，分布式锁等等。
8.zookeeper的节点：
Znode有两种类型，短暂的（ephemeral）和持久的（persistent）
8.2） Znode的类型在创建时确定并且之后不能再修改
8.3） 短暂znode的客户端会话结束时，zookeeper会将该短暂znode删除，短暂znode不可以有子节点
8.4）持久znode不依赖于客户端会话，只有当客户端明确要删除该持久znode时才会被删除
Znode有四种形式的目录节点，PERSISTENT、PERSISTENT_SEQUENTIAL、EPHEMERAL、EPHEMERAL_SEQUENTIAL
9.zookeeper的角色：
领导者（leader），负责进行投票的发起和决议，更新系统状态
9.2) 学习者（learner），包括跟随者（follower）和观察者（observer），follower用于接受客户端请求并想客户端返回结果，在选主过程
中参与投票.
9.3)Observer可以接受客户端连接，将写请求转发给leader，但observer不参加投票过程，只同步leader的状态，observer的目的是为了扩
展系统，提高读取速度.
9.4)客户端（client），请求发起方
10.zookeeper的顺序号：
10.1) 创建znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值
10.2) 顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护
10.3)在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序，这样客户端可以通过顺序号推断事件的顺序
11.zookeeper的读写机制
1） Zookeeper是一个由多个server组成的集群
2）一个leader，多个follower
3）每个server保存一份数据副本
4）全局数据一致
5）分布式读写
6） 更新请求转发，由leader实施
12.zookeeper的保证
1） 更新请求顺序进行，来自同一个client的更新请求按其发送顺序依次执行
2）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败
3）全局唯一数据视图，client无论连接到哪个server，数据视图都是一致的
4）实时性，在一定事件范围内，client能读到最新数据
13）zookeeper的原理
1） Zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议。
Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式和广播模式。当服务启动或者在领导者崩溃后，
Zab就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数server的完成了和leader的状态同步以后，
恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和server具有相同的系统状态。
2） 一旦leader已经和多数的follower进行了状态同步后，他就可以开始广播消息了，即进入广播状态。
这时候当一个server加入zookeeper服务中，它会在恢复模式下启动，发现leader，并和leader进行状态同步。
待到同步结束，它也参与消息广播。Zookeeper服务一直维持在Broadcast状态，
直到leader崩溃了或者leader失去了大部分的followers支持。
3）广播模式需要保证proposal被按顺序处理，因此zk采用了递增的事务id号(zxid)来保证。所有的提议(proposal)都在被提出的时候加上zxid。
实现中zxid是一个64为的数字，它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变，每次一个leader被选出来，它都会有一个新的epoch。低32
位是个递增计数。
4） 当leader崩溃或者leader失去大多数的follower，这时候zk进入恢复模式，恢复模式需要重新选举出一个新的leader，让所有的server都恢复
到一个正确的状态 。
14.zookeeper中的leader选举
1） 每个Server启动以后都询问其它的Server它要投票给谁。
2）对于其他server的询问，server每次根据自己的状态都回复自己推荐的leader的id和上一次处理事务的zxid（系统启动时每个server都会
推荐自己）
3）收到所有Server回复以后，就计算出zxid最大的哪个Server，并将这个Server相关信息设置成下一次要投票的Server。
4） 计算这过程中获得票数最多的的sever为获胜者，如果获胜者的票数超过半数，则改server被选为leader。否则，继续这个过程，直到
leader被选举出来。
步骤：
1） leader就会开始等待server连接
2） Follower连接leader，将最大的zxid发送给leader
3） Leader根据follower的zxid确定同步点
4） 完成同步后通知follower 已经成为uptodate状态
5） Follower收到uptodate消息后，又可以重新接受client的请求进行服务了
15）zookeeper的api介绍
16）zookeeper的应用场景
