ZooKeeper is a centralized service for maintaining configuration information, naming, providing distributed synchronization, and providing group services.

ZAB Protocol

ZooKeeper Atomic Broadcast

客户端在使用 Zookeeper 服务时会随机连接到集群中的一个节点，所有的读请求都会由当前节点处理，而写请求会被路由给主节点并由主节点向其他节点广播事务，与 2PC 非常相似，如果在所有的节点中超过一半都返回成功，那么当前写请求就会被提交。

当主节点崩溃时，其他的 Replica 节点会进入崩溃恢复模式并重新进行选举，Zab 协议必须确保提交已经被 Leader 提交的事务提案，同时舍弃被跳过的提案，这也就是说当前集群中最新 ZXID 最大的服务器会被选举成为 Leader 节点；但是在正式对外提供服务之前，新的 Leader 也需要先与 Follower 中的数据进行同步，确保所有节点拥有完全相同的提案列表。

ZXID 是 Zab 协议中设计的事务编号，它是一个 64 位的整数，其中最低的 32 位是一个计数器，每当客户端修改 Zookeeper 集群状态时，Leader 都会以当前 ZXID 值作为提案的编号创建一个新的事务，在这之后会将当前计数器加一；ZXID 中高的 32 位表示当前 Leader 的任期，每当发生崩溃进入恢复模式，集群的 Leader 重新选举之后都会将 epoch 加一。

ZooKeeper 实战与源码剖析 - GeekTime

scenario

• configuration management
• DNS-like service
• group membership management
• distributed lock

basic knowledges

• data tree 接口
  • 使用 UNIX 风格的路径名来定位 znode, 例如 /A/X 表示 znode A 的子节点 X
  • znode 的数据只支持全量写入和读取
  • data tree 的所有 API 都是 wait-free 的. 只在执行的 API 调用不会影响其他 API 的完成
  • data tree 的 API 都是对文件系统的 wait-free 操作, 不再提供锁这样的分布式协同机制
• ZNODE
  • persistent
  • ephemeral
  • persistent-sequential
  • ephemeral-sequential

real world examples

References

• 详解分布式协调服务 ZooKeeper
• Zab vs. Paxos
• ZooKeeper 实战与源码剖析
• apache curator