## 一、zookeeper简介 zookeeper是一个分布式应用的协调服务。用于对分布式系统进行配置管理、节点管理、leader选举、分布式锁等。ZooKeeper最初是由“ Yahoo!”开发的。后来，Apache ZooKeeper成为Hadoop，HBase和其他分布式框架常用的服务配置管理的标准。  zookeeper 将集群内的节点进行了这样三种角色划分（**上图中的Client不属于zookeeper集群**）： * leader：负责进行投票选举的发起和决议，更新系统状态。 * follower：用于接收客户端请求并向客户端返回结果以及在选举过程中参与投票。 * observer）：也可以接收客户端连接，将写请求转发给leader节点，但是不参与投票过程，只同步leader的状态。通常对查询操作做负载。 zookeeper集群是一个强调保障数据一致性的分布式系统（CP），客户端发起的每次查询操作，集群节点都能返回同样的结果。那么问题来了：对于客户端发起的修改、删除等能改变数据的操作呢？集群中那么多台机器，如果是你修改你的，我修改我的，没有统一管理，最后查询返回集群中哪台机器的数据呢？如果随意操作，就不能保证数据一致性了。于是在zookeeper集群中，leader的作用就体现出来了， * 只有leader节点才有权利发起修改数据的操作，follower节点即使接收到了客户端发起的修改操作，也要将其转交给leader来处理 * leader接到数据修改的请求后，会向所有follower广播一条消息，让他们执行修改操作 * follower 执行完后，便会向 leader 回复执行完毕。当 leader 收到半数以上的 follower 的确认消息，便会判定该操作执行完毕。 * 完成同步数据的follower，可以对外提供下一次查询或修改数据的服务。 这样就保障了zookeeper内各个节点的数据一致性。所以zookeeper集群中leader是不可缺少的，但是 leader 节点是怎么产生的呢？其实就是由所有follower 节点选举产生的，且leader节点只能有一个。当前leader如果因为某些原因挂掉了，集群内剩余的节点会重新选举leader。 ## 二、集群节点必须是奇数个 我们要搭建服务注册中心zookeeper集群，必须搭建奇数个节点，这是为什么呢？ ### 容错率 首先从容错率来说明：（需要保证集群能够有半数进行投票） * 2台服务器，至少2台正常运行才行（2的半数为1，半数以上最少为2），正常运行1台服务器都不允许挂掉，但是相对于 单节点服务器，2台服务器还有两个单点故障，所以直接排除了。 * 3台服务器，至少2台正常运行才行（3的半数为1.5，半数以上最少为2），正常运行可以允许1台服务器挂掉 * 4台服务器，至少3台正常运行才行（4的半数为2，半数以上最少为3），正常运行可以允许1台服务器挂掉 * 5台服务器，至少3台正常运行才行（5的半数为2.5，半数以上最少为3），正常运行可以允许2台服务器挂掉 ### 防脑裂 脑裂集群的脑裂通常是发生在节点之间通信不可达的情况下，集群会分裂成不同的小集群，小集群各自选出自己的leader节点，导致原有的集群出现多个leader节点的情况，这就是脑裂。 * 3台服务器，投票选举半数为1.5，一台服务裂开，和另外两台服务器无法通行，这时候2台服务器的集群（2票大于半数1.5票），所以可以选举出leader，而 1 台服务器的集群无法选举。 * 4台服务器，投票选举半数为2，可以分成 1,3两个集群或者2,2两个集群，对于 1,3集群，3集群可以选举；对于2,2集群，则不能选择，造成没有leader节点。 * 5台服务器，投票选举半数为2.5，可以分成1,4两个集群，或者2,3两集群，这两个集群分别都只能选举一个集群，满足zookeeper集群搭建数目。 以上分析，我们从容错率以及防止脑裂两方面说明了3台服务器是搭建集群的最少数目，4台服务器发生脑裂时会造成没有leader节点的错误。 ## 三、临时节点与持久节点  zookeeper中的数据是以树形结构组织的，类似于树形文件系统。树中的节点称为znode，znode按持久化类型分类可以分为： **持久znode** 即使在创建该特定znode的客户端断开连接后，持久znode数据仍然存在。默认情况下，所有znode都是持久的。 **临时znode** 当客户端处于活跃状态时，该客户端创建的临时znode就是有效的。当客户端与ZooKeeper集合断开连接时，临时znode会自动删除。 > Spring Cloud 微服务向zookeeper注册的过程就是在zookeeper增加临时znode节点，znode节点中保存了服务的注册信息。也正是利用了临时客户端断开连接后删除znode的的特性，实现了服务的自动下线。 zookeeper除了上面的这些内容，还能做很多事情，如：分布式锁。还有很多应用、运维的知识可以学习。本文只为大家介绍与“服务注册中心”相关的理论基础知识。下一节我们就手动搭建一个zookeeper集群。