【Zookeeper源码阅读】一、Zookeeper介绍及关键点梳理

一、Zookeeper介绍

1.1 简介

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，旨在提供高可用性和一致性的数据管理。（何谓协调服务？就是在系统中充当着协调的角色，比如在系统中A、B程序之间可以间接通过协调服务进行通信，而不直接通信）

1.2 主要特点

• 分布式协调：ZooKeeper提供了分布式环境下的一致性和协调服务，用于解决分布式系统中的共识问题等。
• 数据管理：ZooKeeper提供了一个类似文件系统的树形结构（DataTree），用于存储和管理数据。每个节点都可以存储小量的数据，并支持读写操作。
• 可靠性：ZooKeeper通过复制数据到多个节点来实现高可用性。即使其中一些节点出现故障，其他节点仍然可以提供服务，确保系统的可靠性。
• 顺序性保证：ZooKeeper能够以严格有序（zxid递增）的方式处理请求，保证所有客户端对数据的变更操作按照相同的顺序进行处理。
• 轻量级：ZooKeeper的设计简单而精炼，适用于各种规模的分布式系统。

1.3 系统架构

zookeeper的架构图如下

zookeeper集群是由一个leader节点、多个follower节点组成，leader节点会将数据同步给follower节点，以保证leader宕机之后数据不会丢失。并且如果leader节点宕机，会自动通过故障恢复机制选举出新的leader（在选举过程中无法处理请求），保证了高可用性。

客户端对zookeeper集群中所有的节点都可以发起读写请求，如果是读请求，不管是leader还是follower都可以直接处理（如果是读请求发送到follower节点，读到的数据可能不是最新的，因为数据可能还没有从leader同步到follower，zookeeper只保证了最终一致性，不保证强一致性）。

1.4 数据模型

zookeeper的数据模型类似于文件系统的树型结构，每个节点由一个路径名称来标识，如/app1、/app1/data1等等，如下图

这种节点在zookeeper里称作znode，每个znode都包含了事务id(zxid)，操作控制列表(ACL)，时间戳和数据。

• 事务id(zxid)：用于标识事务的唯一编号。每个事务在ZooKeeper中都会被分配一个递增的ZXID值
• 操作控制列表(ACL)：访问znode的认证机制
• 时间戳：创建和修改znode的时间点
• 数据：实际存储的数据

二、关键点梳理

接下来会从上面几个关键点结合源码来看下zookeeper具体是如何实现的？