ZooKeeper 服务器有哪几种工作状态？

1. LOOKING：寻找 Leader 状态。当服务器处于该状态时，它会认为当前服务器没有 Leader，因此需要进入 Leader 选举状态。

2. FOLLOWING：跟随者状态。表明当前服务器角色是 Follower。

3. LEADING：领导者状态。表明当前服务器角色是 Leader。

4. OBSERVING：观察者状态。表明当前服务器角色是 Observer。

zookeeper有几种角色？

Leader (领导者） : 客户端提供读服务和写服务。

Follower（跟随者） : 为客户端提供读服务，参与Leader选举过程

Observer（观察者） : 为客户端提供读服务，不参与Leader选举过程

其中：Follower 和 Observer 归类为 Learner（学习者）

ZooKeeper的常用命令？

help：显示所有操作命令

ls path [watch] ：使用 ls 命令来查看当前znode中所包含的内容

ls2 path [watch]：查看当前节点数据并能看到更新次数等数据

create普通创建-s 含有序列-e 临时（重启或者超时消失）

get path [watch]： 获得节点的值

set：设置节点的具体值

stat：查看节点状态

delete：删除节点

rmr ：递归删除节点

ZooKeeper的监听原理是什么？

（1）首先要有一个main()线程

（2）在main线程中创建Zookeeper客户端，这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信(connet)，一个负责监听(listener) 。

（3）通过connect线程将注册的监听事件发送给Zookeeper。

（4）在Zookeeper的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中。

（5）Zookeeper监听到有数据或路径变化，就会将这个消息发送给listener线程。

（6） listener线程内部调用了process()方法。

常见的监听

（1）监听节点数据的变化

get path [ watch]

（2）监听子节点增减的变化

ls path [watch]

ZooKeeper的选举机制？

1）半数机制：集群中半数以上机器存活，集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

2）Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。但是，Zookeeper工作时，是有一个节点为Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。

3）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，如下图：

（1）服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报文没有任何响应，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，同服务器4。

Leader

Leader在集群中只有一个节点，是zookeeper集群的中心，负责协调集群中的其他节点。从性能的角度考虑，leader可以选择不接受客户端的连接。

所有的跟随者Follower与观察者Observer节点的写请求都会转交给领导者Leader执行。Leader接受到一个写请求后，首先会发送给所有的Follower，统计Follower写入成功的数量。当有超过半数的Follower写入成功后，Leader就会认为这个写请求提交成功，通知所有的Follower commit这个写操作，保证事后哪怕是集群崩溃恢复或者重启，这个写操作也不会丢失。

Leader的作用

• 在ZAB崩溃恢复之后，消息广播之前，进行集群中的数据同步；
• 维持与Learner的心跳，接收Learner请求消息，并据不同的消息类型，进行不同的处理；
• Learner处理的消息类型包括：PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息等。

其中：

• PING消息：指Learner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。

Leader的工作流程简图如下所示，实际上流程要比下图复杂得多，启动了三个线程来实现功能：

Follower

Follow在集群中有多个，主要的作用有：

• 与Leader保持心跳连接
• 当Leader挂了的时候，经过投票后成为新的leader。leader的重新选举是由老二Follower们内部投票决定的。
• 向Leader发送请求（PING请求、REQUEST消息、ACK请求、REVALIDATE消息）
• 处理leader发来的消息与请求
• 接收Client的请求，如果为写请求，发送给Leader进行投票；
• 返回Client请求结果。

Follower的工作流程简图：

其中：

• UPTODATE消息：表示同步完成；
• 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；
• 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数据更新。

Observer

Observer角色除了不参与Leader选举和Proposal投票外，与Follower的作用相同。

可以说Observer是zookeeper集群中最边缘的存在。Observer的主要作用是提高zookeeper集群的读性能。通过leader的介绍我们知道zookeeper的一个写操作是要经过半数以上的Follower确认才能够写成功的。那么当zookeeper集群中的节点越多时，zookeeper的写性能就 越差。为了在提高zookeeper读性能（也就是支持更多的客户端连接）的同时又不影响zookeeper的写性能，zookeeper集群多了一个儿子Observer，只负责：

• 与leader同步数据
• 不参与leader选举，没有投票权。也不参与写操作的提议过程。
• 数据没有事务化到硬盘。即Observer只会把数据加载到内存。

Zookeeper客户端向服务端写数据流程

一、写流程之写入请求直接发送给Leader节点

• 1）客户端给Leader节点发送了一个写数据的请求，Leader会马上开始写操作，并通知第二台服务器进行写操作；
• 2）服务器进行完写操作之后，发送回应告知Leader节点已完成写操作，Leader节点检测完成写操作的服务器是否超过半数（例如上面三台服务器，只要有两台完成），超过半数立即给客户端发送通知已完成写操作；
• 3）后续Leader节点继续通知未完成写操作的服务器进行写操作，服务器写完则回答Leader节点已完成写操作。

二、写流程之写入请求直接发送给follower节点

• 1）客户端给follower节点发送了 一个写操作请求，follower没有写权限，会马上把写操作请求发送给Leader节点；
• 2）Leader节点接收到follower节点转发的写操作请求，会马上开始写操作，并通知其他服务器开始写操作；
• 3）当Leader服务器检测到超过半数的机器完成了写操作，就会通知之前收到写请求的follower节点已完成写操作，这个follower节点整理信息后再通知客户端已完成写操作。