《ZooKeeper》 Chapter 1 Introduction

一、ZooKeeper的基本概念

要想多个程序进程或者线程能够正常协调并发运行，需要导入一个同步机制，比如可以使用：特殊的可用来进行同步控制的消息传递机制，分布式锁管理器机制，数据库中保存“信号量”机制，分布式文件系统保存“信号量”机制，或者ZooKeeper维护“信号量”机制等等。

ZooKeeper对外提供简单的API接口，使得可以方便使用ZooKeeper维护（增删改查）一些“元数据”，这个“元数据”一般都为“信号量”资源。

ZooKeeper分为“Server端”和“驱动程序库”两部分。“Server端”由Java开发，独立运行提供服务，一般以集群的方式运行，可以提升服务的可用性和性能；“驱动程序库”现在有Java和C的两个实现版本。应用程序调用“驱动程序库”的接口，从而访问“Server端”的服务。通信示意图如图1所示。

图1

二、使用ZooKeeper的一些项目

当下使用ZooKeeper的一些项目有：Apache Hbase，Apache Kafka，Apache Solr等。

三、使用ZooKeeper开发分布式应用程序

3.1、使用ZooKeeper开发分布式应用程序

分布式应用程序的运行特点是：多个程序进程独立协调并发地运行在多台机器上。在开发分布式应用程序的过程中，需要解决很多问题。其中一部分问题可以得益于ZooKeeper提供的服务而被方便快捷地解决，除此之外的其他问题并不能得益于ZooKeeper提供的服务而被方便快捷地解决。

3.2、开发分布式应用程序举例及需要解决的问题

在分布式应用程序中，经常会用到“Master-Worker”架构体系，Storm，Hadoop，Hbase都是采用该架构体系。在这个架构体系中，“Master”的职责是：维护可用的“Worker”和“Task”列表，将可用的“Task”分配给可用的“Worker”。

要开发一个遵循该架构体系的分布式应用程序，最主要是解决以下3个关键问题。

1、Master挂掉

Master一旦挂掉，分布式应用程序需要能够：1）重新选举一个Master，并从某处恢复数据；2）避免出现“原Master并未真正挂掉，只是负载过重，现在重新选举一个Master，导致出现两个Master”的情况。

分布式应用程序通过使用ZooKeeper的服务能够快速实现以上功能。

2、Worker挂掉

Worker一旦挂掉，Master需要能够：1）侦测到Worker挂掉情况，获取到存活Worker列表；2）重新分配挂掉Worker所分配到的Task，处理挂掉Worker已经部分或者完全完成Task的情形。

分布式应用程序通过使用ZooKeeper的服务能够快速实现以上功能。

3、Master与Worker之间的网络连接挂掉

一旦Master与Worker之间的网络连接挂掉，分布式应用程序需要能够：1）处理多个Worker处理同一个Task的情形；2）处理“网络连接挂掉导致整个分布式应用程序停止运行”等情形。

分布式应用程序通过使用ZooKeeper的服务能够快速实现以上功能。

四、不可能开发一个完美的分布式应用程序

已经证明，不可能开发一个完美的分布式应用程序，在开发一个实际的现实的不完美的分布式应用程序的过程中，会遇到很多问题。其中一部分问题可以得益于ZooKeeper提供的服务而被方便快捷地解决，除此之外的其他问题并不能得益于ZooKeeper提供的服务而被方便快捷地解决。