zookeeper原理
1.Zookeeper特性分析
全局一致性、可靠性、顺序性、数据更新原子性、实时性
1.全局一致性
每一个server保存一份相同的数据副本，无论连接那个server，显示的数据都是一致的，这是最重要的特征。
2.可靠性
如果一台服务器接受，那么其他服务器接受
3.顺序性
按照顺序执行
4.数据更新原子性
一次更新要么成功，要么失败，不存在中间状态
5.实时性
zookeeper保证客户端在一个时间范围内获取服务器的更新信息，或者服务器失效信息
2.Zookeeper之分布式锁机制
zookeeper的锁分为两种：独占锁、控制时序锁
独占锁
1.要求所有应用首先去zk上创建节点/xxx
节点要求：临时节点、非序列化节点
2.谁创建成功，就获得文件访问权限
3.操作完成 断开zk连接
4.其他应用如果需要操作这个文件，就监听这个目录是否存在。
回到（1）
控制时序锁
1.要求所有应用首先去zk上创建节点/xxx000n 。节点要求：临时节点、序列化节点
2.按照序列号进行访问文件，序列小的先访问
3.操作完成 断开zk连接
4.其他应用操作这个文件，按序列号进行
3.集群选举
（1）全新选举
1、第一个节点启动，给自己投一票
2、然后和别的启动节点比较，发现没有其他节点，进入 looking（竞选状态）
3、第二个节点启动，给自己投一票，然后和第一个节点比较myid，数字大的，变成looking，小的那票给大的；小的变following。
…
当票数大于半数时，选举结束，节点变成leading之后的节点myid大于leading也没有办法，直接变成 following。
（2）非全新选举
对于运行正常的zookeeper集群，中途有节点down掉，需要重新进行选举时，选举过程就需要加入数据Id、服务器Id、逻辑时钟
数据Id：
数据的version就大，数据每次更新都会更新version
服务器Id：
就是我们要配置的myid
逻辑时钟：
这个值从0开始递增，每次选举对应一个值。如果
在同一选举中，这个值是一致的
这样选举的标准就变成：
1.逻辑时钟小的选举结果被忽略，重新投票
2.统一逻辑时钟后，数据id大的胜出
3.数据id相同的情况下，服务器id大的胜出
根据这个规则选出leader
4.ZooKeeper的工作原理
在zookeeper的集群中，各个节点共有下面3种角色和4种状态：
角色：leader,follower,observer
状态：leading,following,observing,looking
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（ZooKeeper Atomic Broadcast protocol）。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（Recovery选主）和广播模式（Broadcast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。
每个Server在工作过程中有4种状态：
LOOKING：当前Server不知道leader是谁，正在搜寻。
LEADING：当前Server即为选举出来的leader。
FOLLOWING：leader已经选举出来，当前Server与之同步。
OBSERVING：observer的行为在大多数情况下与follower完全一致，但是他们不参加选举和投票，而仅仅接受(observing)选举和投票的结果。
5.Leader和follower的工作流程
1.Leader工作流程
Leader主要有三个功能：
1.恢复数据；
2.维持与follower的心跳，接收follower请求并判断follower的请求消息类型；
3.follower的消息类型主要有PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息，根据不同的消息类型，进行不同的处理。
PING消息是指follower的心跳信息；REQUEST消息是follower发送的提议信息，包括写请求及同步请求；
ACK消息是follower的对提议的回复，超过半数的follower通过，则commit该提议；
REVALIDATE消息是用来延长SESSION有效时间。
2.Follower工作流程
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。