ZooKeeper 数据模型

考虑到分布式协调服务内部实现的复杂性，ZooKeeper 尝试将尽可能简单的数据模型和 API 暴露给用户，以屏蔽协调服务本身的复杂性。ZooKeeper 提供了类似于文件系统的层级命名空间，而所有分布式协调功能均可以借助作用在该命名空间上的原语实现。在用户看来，ZooKeeper 非常类似于一个分布式文件系统。

1、层级命名空间

一个典型的 ZooKeeper 层级命名空间，整个命名方式类似于文件系统，以多叉树形式组织在一起。其中，每个节点被称为“znode”，它主要包含以下几个属性：

1）data：每个 znode 拥有一个数据域，记录了用户数据，该域的数据类型为字节数组。ZooKeeper 通过多副本方式保证数据的可靠存储。

2）type：znode 类型，具体分为 persistent, ephemeral, persistent_sequential 和 ephemeral_sequential 四种基本类似，含义如下：

• persistent：持久化节点，能够一直可靠地保存该节点（除非用户显式删除）。

• ephemeral：临时节点，该节点的生命周期与客户端相关，只要客户端保持与 ZooKeeper server 的 session 不断开，该节点会一直存在，反之，一旦两者之间连接断开，则该节点也将被自动删除。

• sequential：自动在文件名默认追加一个增量的唯一数字，以记录文件创建顺序，通常与 persistent 和 ephemeral 连用，产生 persistent_sequential 和 ephemeral_sequential 两种类型。

3）version：znode 中数据的版本号，每次数据的更新会导致其版本加一。

4）children：znode 可以包含子节点，但由于 ephemeral 类型的 znode 与 session 的生命周期是绑定的，因此 ZooKeeper 不允许 ephemeral znode 有子节点。

5）ACL：znode 访问控制列表，用户可单独设置每个 znode 的可访问用户列表，以保证 znode 被安全访问。

ZooKeeper 能够保证数据访问的原子性，即一个 znode 中的数据要么写成功，要么写失败。

2、Watcher

Watcher 是 ZooKeeper 提供的发布/订阅机制，用户可在某个 znode 上注册 watcher 以监听它的变化，一旦对应的 znode 被删除或者更新（包括删除、数据域被修改、子节点发生变化等）, ZooKeeper 将以事件的形式将变化内容发送给监听者。需要注意的是，watcher 一旦触发后便会被删除，除非用户再次注册该 watcher。

3、Session

Session 是 Zookeeper 中的一个重要概念，它是客户端与 ZooKeeper 服务端之间的通信通道。同一个 session 中的消息是有序的。Session 具有容错性：如果客户端连接的 ZooKeeper 服务器宕机，客户端会自动连接到其他活着的服务器上。