文章目录：
1.1：什么是Zookeeper
1.2：Zookeeper的集群结构
1.3：Zookeeper的选举机制
1.4：Zookeeper的作用
1.1：什么是Zookeeper
Zookeeper英译：动物管理员
Zookeeper是分布式集群中的大管家
分布式集群系统比较复杂，子模块很多，但是子模块往往不是孤立存在的，它们彼此之间需要协作和交互，各个子系统就好比动物园里的动物，为了使各个子系统能正常为用户提供统一的服务，必须需要一种机制来进行协调——这就是ZooKeeper
Zookeeper 是为分布式应用程序提供高性能协调服务的工具集合，也是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop 的子项目
1.2：Zookeepe的集群结构
在Zookeeper集群中，主要分为三者角色，而每一个节点同时只能扮演一种角色，这三种角色分别是：
> leader 负责进行投票的发起和决议，监控集群中的节点是否存活（心跳机制），进行分配资源
> 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 与follower不同，observer不参与选举
A：Zookeeper：一个leader，多个follower/observer组成的集群
B：全局数据一致：每个server保存一份相同的数据副本，client无论连接到哪个server，数据都是一致的
C：数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败
D：实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据
E：半数机制：整个集群中只要有一半以上存活，就可以提供服务。因此通常Zookeeper由2n+1台servers组成，每个server都知道彼此的存在。每个server都维护的内存状态镜像以及持久化存储的事务日志和快照。为了保证Leader选举能过得到多数的支持，所以ZooKeeper集群的数量一般为奇数。对于2n+1台server，只要有n+1台（大多数）server可用，整个系统保持可用
1.3：Zookeeper的选举机制
zookeeper中有三种选举算法
>LeaderElection
>FastLeaderElection（默认算法）
>AuthLeaderElection
首先介绍几个名词的含义
服务器ID
配置server时，给服务器标识的id，id越大在选择算法中的权重越大
数据ID
服务器在运行时产生的数据id，id越大，表示数据越新而且在选举算法中的权重越大
逻辑时钟
或者叫投票的次数，同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加，然后与接收到的其它服务器返回的投票信息中的数值相比，根据不同的值做出不同的判断。
1.3.1、全新集群选举
以一个简单的例子来说明整个选举的过程.
假设有五台服务器组成的zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的.假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么.
1) 服务器1启动,此时只有它一台服务器启动了,它发出去的报没有任何响应,所以它的选举状态一直是LOOKING状态
2) 服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3),所以服务器1,2还是继续保持LOOKING状态.
3) 服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1,2,3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的leader.
4) 服务器4启动,根据前面的分析,理论上服务器4应该是服务器1,2,3,4中最大的,但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3,所以它只能接收当小弟的命了.
5) 服务器5启动,同4一样,当小弟.
这种情况下如果启动顺序为 53214：主为5 13452：主为4 31524：主为5
1.3.2、非全新集群选举（当leader崩溃或者leader失去大多数的follower）
（1）每个server会将自己的（数据id 、服务器id 、逻辑时钟）作为广播信息，广播到集群中所有的服务器(server)。然后等待集群中的服务器(server)返回的选举结果
（2）当某个服务器(server)收到其他server广播过来的数据，它会对这些数据进行对比
第一步：比较逻辑时钟
> 逻辑时钟小的server，更新本机逻辑时钟，重新选举
第二步：逻辑时钟一致的时候，根据数据id和服务器id推荐leader
>首先比较每个server的数据id，比如server1的数据id大，当前server就推荐server1为leader
>如果最大的数据id有两个server（server1和server2），但是server2的服务器id比server1大，那么当前server就推 荐server2为leader
第二步图解：括号内容为 （服务器id，数据id）
1.4：Zookeeper的作用
Zookeeper包含一个简单的原语集，分布式应用程序可以基于它实现命名服务、配置维护、集群选主等：
>命名服务：注册节点信息，形成有层次的目录结构（类似Java的包名）。
>配置维护：配置信息的统一管理和动态切换。
>集群选主：确保整个集群中只有一个主，其它为从。并且当主挂了后，可以从新选主