zookeeper初识

1.什么是zookeeper

（1）ZooKeeper是一个分布式的、开放源码的分布式应用程序协调服务，是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，作为Apache的顶级项目，最初是为Hadoop的分布式协调而设计,主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题。
（2）简单来说，ZooKeeper 可以被看作是一个分布式系统中的“协调者”或“中介者”，它维护着一些关键的数据和状态信息，使得系统中的各个组件能够协调一致地工作。
（3）ZooKeeper的数据模型在结构上借鉴了传统文件系统的层次化、树状结构，每个节点（在ZooKeeper中称为znode）都可以包含数据以及子节点，从而形成一个树状的数据模型。

2.zookeeper的重要作用

（1）实现集群管理/主节点选举

在分布式系统中，如分布式数据库、消息队列等，通常需要选举一个主节点来处理写操作或协调其他节点。ZooKeeper 的选举机制（如基于 Paxos 算法的 Leader 选举）可以确保在主节点故障时，快速、无冲突地选举出新的主节点，从而保证系统的连续性和可用性。

（2）用于服务注册与发现

在微服务架构中，服务的注册与发现是一个重要的环节。ZooKeeper可以作为一个中心化的服务注册表，允许服务提供者注册其服务信息，并允许服务消费者查询和发现所需的服务。通过这种方式，ZooKeeper简化了服务的动态发现和调用过程。
ZooKeeper整体遵循一致性（CP）原则，采用ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议来保证数据的一致性，并通过多数投票机制进行Leader选举，确保系统在节点故障时能够继续提供服务，这使得ZooKeeper在高可用性和数据一致性方面表现出色。
虽然ZooKeeper在某些情况下可能牺牲一定的一致性来换取更高的可用性（这取决于其配置和使用方式），但它通常能够在大多数场景下保持数据的一致性（强一致性保障）。
2.1.与Eureka对比：Eureka遵循AP原则（可用性和分区容错性），能够在网络分区时保证服务的可用性，通过心跳机制来检测服务的存活状态，并具备自我保护模式以防止因网络问题导致的误删服务，Eureka的客户端缓存和服务器端之间的这种最终一致性模型使得它在某些情况下可能不是强一致性的，但服务的可用性更高。
2.2.与Nacos对比：Nacos使用RAFT协议，这是一种具有强一致性保证的分布式一致性协议，同时支持AP（可用性和分区容错性）和CP（一致性和分区容错性）两种模式，因此Nacos在设计上更加灵活，可以根据实际需求调整一致性级别。对比之下，对于传统的分布式系统场景，ZooKeeper可能是一个更好的选择；而对于微服务架构和云原生场景，Nacos则可能更具优势。
（在传统分布式系统中，如果不需要特别高的可用性，而更看重数据一致性，那么ZooKeeper的重要性就体现出来了）

（3）用作配置管理工具

1.结构
分布式系统通常包含多个节点，这些节点需要共享和同步配置信息，ZooKeeper提供了一个集中式的配置管理平台，由于其数据结构基于 znode，类似于一个小型文件系统，可以创建层次化的节点来存储配置信息，这种结构使得配置信息的组织和管理变得直观和灵活。
2.Watch 机制
提供了 Watch 机制，允许客户端订阅配置节点的变化，当配置发生变化时，ZooKeeper 会主动通知订阅了该节点的客户端，从而实现配置的实时更新。

3.与其他的配置管理工具对比：
3.1etcd
etcd 是一款高性能的键值存储系统，特别适用于存储配置信息。它提供了快速的读写操作和高效的复制机制，以确保配置数据的高可用性和一致性；tcd 支持 TLS/SSL 加密和身份验证，可以确保配置数据在传输和存储过程中的安全性；与 ZooKeeper 类似，etcd 也提供了 Watch 机制，允许客户端订阅配置变化并实时接收更新通知。
3.2Spring Cloud Config Server
是 Spring Cloud 生态系统中的一个组件，与 Spring Cloud 的其他组件（如 Eureka、Zuul 等）紧密集成，这使得在 Spring Cloud 应用中使用 Config Server 来管理配置变得非常方便；支持多种存储后端，Config Server 支持多种存储后端来存储配置信息，包括 Git、文件系统、数据库等，用户可以根据自己的需求选择合适的存储方案；由于支持 Git 等版本控制系统作为存储后端，Config Server 可以轻松地实现配置的版本控制和历史追踪。
3.3Nacos
提供了动态配置管理服务，支持配置的动态更新和推送，这使得在微服务架构中，服务的配置可以随着业务需求的变化而灵活调整。

（4）提供分布式锁的支持

在分布式系统中，多个节点可能同时需要访问或修改同一份资源，这时就需要分布式锁来协调这些访问。ZooKeeper 提供了分布式锁的支持，主要依赖于其提供的临时顺序节点和Watcher监听器机制，允许多个节点在共享资源上进行协调，从而避免并发访问冲突。
与其他工具对比分析
4.1与redis对比
Redis分布式锁的优点是实现简单，性能较高；缺点是依赖于Redis服务器的稳定性和可靠性，如果Redis服务器宕机，可能会导致锁失效或数据不一致。
4.2与etcd对比
etcd支持分布式锁的功能，通过其提供的lease和watch机制来实现。etcd分布式锁的优点是稳定、可靠，支持高可用配置；缺点是相对于ZooKeeper，其在分布式协调服务方面的功能可能略少一些。