1. zk 的数据模型

ZooKeeper 的数据模型，在结构上和标准文件系统的非常相似，拥有一个层

次的命名空间，都是采用树形层次结构，ZooKeeper 树中的每个节点被称为—

Znode。和文件系统的目录树一样，ZooKeeper 树中的每个节点可以拥有子节点。

但也有不同之处：

1.       Znode 兼具文件和目录两种特点。既像文件一样维护着数据、元信息、ACL、 时间戳等数据结构，又像目录一样可以作为路径标识的一部分，并可以具有 子 Znode。用户对 Znode 具有增、删、改、查等操作（权限允许的情况下）。

2.      Znode 具有原子性操作，读操作将获取与节点相关的所有数据，写操作也将 替换掉节点的所有数据。另外，每一个节点都拥有自己的 ACL(访问控制列表)，这个列表规定了用户的权限，即限定了特定用户对目标节点可以执行的操作。

3.      Znode 存储数据大小有限制。ZooKeeper 虽然可以关联一些数据，但并没有 被设计为常规的数据库或者大数据存储，相反的是，它用来管理调度数据， 比如分布式应用中的配置文件信息、状态信息、汇集位置等等。这些数据的 共同特性就是它们都是很小的数据，通常以 KB 为大小单位。ZooKeeper 的服 务器和客户端都被设计为严格检查并限制每个 Znode 的数据大小至多 1M，常规使用中应该远小于此值。

4.      Znode 通过路径引用，如同 Unix 中的文件路径。路径必须是绝对的，因此他 们必须由斜杠字符来开头。除此以外，他们必须是唯一的，也就是说每一个 路径只有一个表示，因此这些路径不能改变。在 ZooKeeper 中，路径由 Unicode 字符串组成，并且有一些限制。字符串"/zookeeper"用以保存管理 信息，比如关键配额信息。

2. 数据结构

图中的每个节点称为一个 Znode。 每个 Znode 由 3 部分组成:

① stat：此为状态信息, 描述该 Znode 的版本, 权限等信息

② data：与该 Znode 关联的数据

③children：该 Znode 下的子节点

3. 节点类型

Znode 有两种，分别为临时节点和永久节点。

节点的类型在创建时即被确定，并且不能改变。

临时节点：该节点的生命周期依赖于创建它们的会话。一旦会话结束，临时 节点将被自动删除，当然可以也可以手动删除。临时节点不允许拥有子节点。

永久节点：该节点的生命周期不依赖于会话，并且只有在客户端显示执行删

除操作的时候，他们才能被删除。

Znode 还有一个序列化的特性，如果创建的时候指定的话，该 Znode 的名字

后面会自动追加一个不断增加的序列号。序列号对于此节点的父节点来说是唯一

的，这样便会记录每个子节点创建的先后顺序。它的格式为“%10d”(10 位数字，

没有数值的数位用 0 补充，例如“0000000001”)。

这样便会存在四种类型的 Znode 节点，分别对应：

PERSISTENT：永久节点

EPHEMERAL：临时节点

PERSISTENT_SEQUENTIAL：永久节点、序列化

EPHEMERAL_SEQUENTIAL：临时节点、序列化

创建永久节点：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] create/hello world

Created /hello

创建临时节点：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] create -e/abc 123

Created /abc

创建永久序列化节点：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] create -s/zhangsan boy

Created /zhangsan0000000004

创建临时序列化节点：

zk: localhost:2181(CONNECTED) 11] create -e-s /lisi boy

Created /lisi0000000006

4. 节点属性

每个 znode 都包含了一系列的属性，通过命令 get，可以获得节点的属性。

dataVersion：数据版本号，每次对节点进行 set 操作，dataVersion 的值都

会增加 1（即使设置的是相同的数据），可有效避免了数据更新时出现的先后顺

序问题。

cversion ：子节点的版本号。当 znode 的子节点有变化时，cversion 的值

就会增加 1。

aclVersion ：ACL 的版本号。

cZxid ：Znode 创建的事务 id。

mZxid  ：Znode 被修改的事务 id，即每次对 znode 的修改都会更新 mZxid。

对于 zk 来说，每次的变化都会产生一个唯一的事务 id，zxid（ZooKeeper Transaction Id）。通过 zxid，可以确定更新操作的先后顺序。例如，如果 zxid1

小于 zxid2，说明 zxid1 操作先于 zxid2 发生，zxid 对于整个 zk 都是唯一的，

即使操作的是不同的 znode。

ctime：节点创建时的时间戳.

mtime：节点最新一次更新发生时的时间戳.

ephemeralOwner:如果该节点为临时节点, ephemeralOwner 值表示与该节点

绑定的 sessionid. 如果不是, ephemeralOwner 值为 0.

在 client 和 server 通信之前,首先需要建立连接,该连接称为 session。连

接建立后,如果发生连接超时、授权失败,或者显式关闭连接,连接便处于 CLOSED

状态, 此时 session 结束。

5. zookeeper 的 watch 机制

ZooKeeper 提供了分布式数据发布/订阅功能，一个典型的发布/订阅模型系

统定义了一种一对多的订阅关系，能让多个订阅者同时监听某一个主题对象，当

这个主题对象自身状态变化时，会通知所有订阅者，使他们能够做出相应的处理。

ZooKeeper 中，引入了 Watcher 机制来实现这种分布式的通知功能 。

ZooKeeper 允许客户端向服务端注册一个 Watcher 监听，当服务端的一些事件触

发了这个 Watcher，那么就会向指定客户端发送一个事件通知来实现分布式的通知功能。

触发事件种类很多，如：节点创建，节点删除，节点改变，子节点改变等。

总的来说可以概括 Watcher 为以下三个过程：客户端向服务端注册 Watcher、

服务端事件发生触发 Watcher、客户端回调 Watcher 得到触发事件情况

6. watch 机制特点

一次性触发

事件发生触发监听，一个 watcherevent 就会被发送到设置监听的客户端，

这种效果是一次性的，后续再次发生同样的事件，不会再次触发。

事件封装

ZooKeeper 使用 WatchedEvent 对象来封装服务端事件并传递。

WatchedEvent 包含了每一个事件的三个基本属性：

通知状态（keeperState），事件类型（EventType）和节点路径（path）

event 异步发送

watcher 的通知事件从服务端发送到客户端是异步的。

先注册再触发

Zookeeper 中的 watch 机制，必须客户端先去服务端注册监听，这样事件发

送才会触发监听，通知给客户端。