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1.zookeeper 简介
ZooKeeper 致力于提供一个高性能、高可用，且具备严格的顺序访问控制能力的分布式协调服务，是雅虎公司创建，是 Google 的 Chubby 一个开源的实现，也是 Hadoop 和 Hbase 的重要组件。
2. 设计目标
- 简单的数据结构：共享的树形结构，类似文件系统，存储于内存；
- 可以构建集群：避免单点故障，3- 5 台机器就可以组成集群，超过半数正常工作就能对外提供服务；
- 顺序访问：对于每个读请求，zk 会分配一个全局唯一的递增编号，利用这个特性可以实现高级协调服务；
- 高性能：基于内存操作，服务于非事务请求，适用于读操作为主的业务场景。3 台 zk 集群能达到 13w QPS；
3. 应用场景
- 数据发布订阅 (以下都是基于数据发布订阅)
- 负载均衡
- 命名服务
- Master 选举
- 集群管理
- 配置管理
- 分布式队列
- 分布式锁
4.zookeeper 基础
linux 下安装 zookeeper：
目录结构：
bin →存放系统脚本
conf → 存放配置文件
contrib → zk 附加功能支持
dist-maven → maven 仓库文件
docs → zk 文档
lib → 依赖的第三方库
recipes → 经典场景样例代码
src → zk 源码
其中 bin 和 conf 是非常重要的两个目录，也是经常用的。
bin 目录：
其中 zkServer 为服务器，启动后默认端口为 2181
zkCli 为命令行客户端
conf 目录：这里就不一一列举了，具体查阅资料
5.ZK 的特性
Zk 的特性会从会话、数据节点，版本，Watcher，ACL 权限控制，集群角色这些部分来了解，其中重点需要掌握的数据节点与 Watcher。
5.1 会话
客户端与服务端的一次会话连接，本质是 TCP 长连接，通过会话可以进行心跳检测和数据传输；
会话（session）是 zookepper 非常重要的概念，客户端和服务端之间的任何交互操作都与会话有关。
会话状态图：
Zk 客户端和服务端成功连接后，就创建了一次会话，ZK 会话在整个运行期间的生命周期中，会在不同的会话状态之间切换，这些状态包括：
CONNECTING、CONNECTED、RECONNECTING、RECONNECTED、CLOSE
- 一旦客户端开始创建 Zookeeper 对象，客户端状态就会变成 CONNECTING 状态。
- 同时客户端开始尝试连接服务端，连接成功后，客户端状态变为 CONNECTED.
通常情况下，由于断网或其他原因，客户端与服务端出现断开情况，Zookeeper 客户端会自动进行重连服务，同时客户端状态再次变成 CONNCTING，直到重连上后，状态又变为 CONNECTED，一般客户端的状态总是介于 CONNECTING 和 CONNECTED 之间。
但是，如果出现诸如会话超时、权限检查或是客户端主动退出程序等情况，客户端的状态就会直接变更为 CLOSE 状态
5.2 ZK 数据模型
ZooKeeper 的视图结构和标准的 Unix 文件系统类似，其中每个节点称为“数据节点”或 ZNode, 每个 znode 可以存储数据，还可以挂载子节点，因此可以称之为“树”.
注意：创建节点的时候必须设置值，不然节点是创建不成功的。
- 在 Zookeeper 中，znode 是一个跟 Unix 文件系统路径相似的节点，可以往这个节点存储或获取数据
- 通过客户端可对 znode 进行增删改查的操作，还可以注册 watcher 监控 znode 的变化。
5.3 ZK 节点类型
节点类型是非常重要的, 是项目实战的基础。
a、Znode 有两种类型：
短暂（ephemeral）（create -e /testlinshi/linshi test1 客户端断开连接 zk 删除 ephemeral 类型节点, 即 linshi 节点）
持久（persistent）（create -p /testlinshi/linshi test2 客户端断开连接 zk 不删除 persistent 类型节点）
b、Znode 有四种形式的目录节点（默认是 persistent, 持久）
PERSISTENT
PERSISTENT_SEQUENTIAL（持久序列 /test0000000019）
EPHEMERAL
EPHEMERAL_SEQUENTIAL
创建 znode 时带 - s 参数即是顺序节点,znode 名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护
c、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.
5.4 zookeeper 节点状态属性
如图
5.5 ACL 保障数据的安全
举个例子查看 znode 的 ACL 信息
world anyone cdrwa 三个字段为 ACL 信息, 第一个字段表示采用哪一种机制，第二个 id 表示用户，permissions 表示相关权限（如只读，读写，管理等）, 即 schemepermissions。
zookeeper 提供了如下几种机制（scheme）：
- world: 它下面只有一个 id, 叫 anyone,world:anyone 代表任何人，zookeeper 中对所有人有权限的结点就是属于 world:anyone 的
- auth: 它不需要 id, 只要是通过 authentication 的 user 都有权限（zookeeper 支持通过 kerberos 来进行 authencation, 也支持 username/password 形式的 authentication)
- digest: 它对应的 id 为 username:BASE64(SHA1(password))，它需要先通过 username:password 形式的 authentication
- ip: 它对应的 id 为客户机的 IP 地址，设置的时候可以设置一个 ip 段，比如 ip:192.168.1.0/16,
表示匹配前 16 个 bit 的 IP 段
机制为 auth:
addauth digest username:123456 # 需要先添加一个用户
setAcl /testAcl-auth auth:username:123456:crwa # 然后才可以拿着这个用户去设置权限, 设置 auth 机制
getAcl /testAcl-auth # 密码都是以密文的形式存储的
机制为 digest：
create /testAcl-digest1 123
addauth digest username1:IkghJ5CIcrw6bRa3Zu2aSo2IblQ= # 需要先添加一个用户
setAcl /testAcl-digest1 digest:username1:IkghJ5CIcrw6bRa3Zu2aSo2IblQ=:crwa # 然后才可以拿着这个用户去设置权限, 设置 digest 机制
注意设置 digest 机制的时候密码都是以密文形式的
getAcl /testAcl-digest1 # 密码都是以密文的形式存储的
密文也可以在 linux 下通过命令获取：
shell>
java -Djava.ext.dirs=/soft/zookeeper-3.4.12/lib -cp /soft/zookeeper-3.4.12/zookeeper-3.4.12.jar org.apache.zookeeper.server.auth.DigestAuthenticationProvider username1:123456
username1:123456-> username1: IkghJ5CIcrw6bRa3Zu2aSo2IblQ=
Permission
CREATE、READ、WRITE、DELETE、ADMIN 也就是 增、删、改、查、管理权限，这 5 种权限简写为 crwda(即：每个单词的首字符缩写)
CREATE(c)：创建子节点的权限
DELETE(d)：删除节点的权限（删除当前节点下的任意节点的权限）
READ(r)：读取节点数据的权限
WRITE(w)：修改节点数据的权限
ADMIN(a)：设置子节点权限的权限
5.6 zookeeper 日志可视化
前面以及讲了两个非常重要的配置一个是 dataDir，存放的快照数据，一个是 dataLogDir，存放的是事务日志文件。
查看快照文件：
查看日志文件则是用另一个类 LogFormatter
java -cp /usr/local/zookeeper-3.4.14/zookeeper-3.4.14.jar:/usr/local/zookeeper-3.4.14/lib/slf4j-api-1.7.25.jar org.apache.zookeeper.server.LogFormatter log.14
