Zookeeper客户端的使用
在zookeeper/bin中启动命令
./zkCli.sh -timeout 0 -r -server ip:port
timeout:表示超时时间，毫秒为单位（检测心跳时间）
-r :只读模式
如：./zkCli.sh -timeout 5000 -server 192.168.168.129:2181
zookeeper的工作原理：
1.每个Server在内存中存储了一份数据
2.Zookeeper启动时，将从实例中选举一个leader（Paxos协议）
3.Leader负责处理数据更新等操作
4.一个更新操作成功，当且仅当大多数Server在内存中成功修改数据。
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。
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。
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了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。
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。
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
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向客户端返回结果，在选主过程中参与投票
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
客户端（client），请求发起方
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（选主）和广播模式（同步）。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。
为了保证事务的顺序一致性，zookeeper采用了递增的事务id号（zxid）来标识事务。所有的提议（proposal）都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字，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，标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。
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Zookeeper节点数据操作流程：
Follower主要有四个功能：
? 1. 向Leader发送请求（PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息）；
? 2 .接收Leader消息并进行处理；
? 3 .接收Client的请求，如果为写请求，发送给Leader进行投票；
? 4 .返回Client结果。
Follower的消息循环处理如下几种来自Leader的消息：
? 1 .PING消息： 心跳消息；
? 2 .PROPOSAL消息：Leader发起的提案，要求Follower投票；
? 3 .COMMIT消息：服务器端最新一次提案的信息；
? 4 .UPTODATE消息：表明同步完成；
? 5 .REVALIDATE消息：根据Leader的REVALIDATE结果，关闭待revalidate的 session还是允许其接受消息；
? 6 .SYNC消息：返回SYNC结果到客户端，这个消息最初由客户端发起，用来强制 得到最新的更新。
zxid
- znode节点的状态信息中包含czxid, 那么什么是zxid呢?
- ZooKeeper状态的每一次改变, 都对应着一个递增的Transaction id, 该id称为zxid. 由于zxid的递增性质, 如果zxid1小于zxid2, 那么zxid1肯定先于zxid2发生. 创建任意节点, 或者更新任意节点的数据, 或者删除任意节点, 都会导致Zookeeper状态发生改变, 从而导致zxid的值增加。
Zookeeper中Leader的选举
1. leader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
Observer ：
? Zookeeper需保证高可用和强一致性；
? 为了支持更多的客户端，需要增加更多Server；
? Server增多，投票阶段延迟增大，影响性能；
? 权衡伸缩性和高吞吐率，引入Observer
? Observer不参与投票；
? Observers接受客户端的连接，并将写请求转发给leader节点；
? 加入更多Observer节点，提高伸缩性，同时不影响吞吐率。
为什么zookeeper集群的数目，一般为奇数个？
Leader选举算法采用了Paxos协议；Paxos核心思想：当多数Server写成功，则任务数据写成功如果有3个Server，则两个写成功即可；
如果有4或5个Server，则三个写成功即可。
Server数目一般为奇数（3、5、7）：
如果有3个Server，则最多允许1个Server挂掉；
如果有4个Server，则同样最多允许1个Server挂掉
由此，我们看出3台服务器和4台服务器的的容灾能力是一样的，所以为了节省服务器资源，一般我们采用奇数个数，作为服务器部署个数。