什么是zookeeper

ZooKeeper 是一个由 Apache 开源的 分布式协调服务 ，专门为分布式系统提供高效、可靠的协同管理功能。它通过简单的接口和高效的设计，帮助开发者解决分布式环境中的常见问题，如配置管理、服务注册与发现、分布式锁、集群选举等。

核心概念与功能

数据模型（Znode）

ZooKeeper 的数据结构类似文件系统的树形目录，每个节点称为 Znode 。Znode 可以存储少量数据（默认不超过 1MB），并分为两种类型：

持久节点 ：手动创建和删除，长期存在。

临时节点 ：与客户端会话绑定，会话结束自动删除（常用于服务注册）。

顺序节点 ：节点名自动附加全局唯一递增序号（如 /lock-0000000001）。

Watcher 监听机制

客户端可以监听 Znode 的变化（如数据更新、子节点增减），当事件触发时，ZooKeeper 会实时通知客户端，实现分布式系统的动态感知。

一致性保证

ZooKeeper 基于 ZAB 协议（ZooKeeper Atomic Broadcast） ，确保集群中所有节点的数据强一致性：

• 所有写操作由 Leader 节点协调，通过多数节点（Quorum）确认后生效。

• 读操作可直接从任意节点获取数据，保证高吞吐。

高可用性

ZooKeeper 集群通常由多个节点（建议奇数个，如 3、5 个）组成，只要半数以上节点存活，服务即可正常运行。

典型应用场景

配置管理

将系统的配置信息（如数据库地址）存储在 Znode 中，所有服务监听该节点，配置变更时自动同步。

分布式锁

通过创建临时顺序节点实现排他锁或共享锁，协调多进程对共享资源的访问。

服务注册与发现

服务启动时注册为临时节点，宕机时自动移除。客户端通过监听节点列表动态发现可用服务。

领导者选举（Leader Election）

在集群中通过竞争创建临时节点，成功创建的节点成为 Leader，其他节点作为 Follower 并监听 Leader 状态。

优势与特点

简单易用 ：提供类似文件系统的 API（如 create, delete, exists）。

高可靠性 ：数据持久化到磁盘，通过集群保证高可用。

顺序一致性 ：所有操作按全局顺序执行。

轻量高效 ：适用于高频率读、低频率写的场景。

常见使用案例

Apache Kafka ：依赖 ZooKeeper 管理 Broker 元数据、Topic 配置和消费者组。

Hadoop/HBase ：用于集群协调、主节点选举。

Dubbo ：作为注册中心管理服务提供者与消费者。

总结

ZooKeeper 是分布式系统的“基石”，通过统一的协调服务简化了复杂分布式逻辑的实现。尽管后来出现了 Etcd、Consul 等替代方案，ZooKeeper 仍因其成熟稳定被广泛应用于大型系统中。