zookeeper源码分析之一服务端启动过程 _zookeeper

zookeeper简介zookeeper是为分布式应用提供分布式协作服务的开源软件。它提供了一组简单的原子操作，分布式应用可以基于这些原子操作来实现更高层次的同步服务，配置维护，组管理和命名。zookeeper的设计使基于它的编程非常容易，若我们熟悉目录树结构的文件系统，也会很容易使用zookeeper的数据模型样式。它运行在JAVA上，有java和c的客户端。
协作服务因难于获取正确而臭名远扬，他们特别易于出错如竞争条件和死锁。zookeeper的动机是减轻分布式应用中从零开始实现协作服务的压力。
zookeeper的特点1.简单：zookeeper运行分布式进行通过一个共享的层次命名空间来进行协作，该命名空间的组织类似于标准的文件系统。命名空间包括数据注册器（称之为znode），在zookeeper看来，这类似于文件和目录。与典型的文件系统设计用来存储不同的是，zookeeper数据是存放在内存中，这意味着zookeeper可以实现很高的吞吐量和低延迟。
ZooKeeper 实现在高性能，高可用性，严格有序的访问方面有很大的优势。在性能方面的优势使它可以应用在大型的的分布式系统。在可靠性方面，避免单点故障。严格的顺序访问使它在客户端可以实现复杂的同步原语。
2. 可复制：类似于分布式进程的协作，zookeeper本身很容易在一组主机(称之为集合)中实现复制。zookeeper服务示意图：

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组成ZooKeeper服务的一组服务器都必须知道对方的。它们保存了内存映像的状态，以及在持久存储中的事务日志和快照。只要大部分的服务器可用，ZooKeeper服务将可用。
客户端连接到一台ZooKeeper服务器。客户端维护一个TCP连接，通过它发送请求，得到响应，得到监视事件，并发送心跳。如果TCP连接到服务器中断，客户端可以连接到不同的服务器。
3. 有序：ZooKeeper给每次更新使用数字打标记，它反映了所有zookeeper事务的顺序。随后的操作可以使用这些顺序来实现更高级别的抽象，如同步原语。
4.快速：它特别快，在“读为主”的工作中，ZooKeeper 应用程序运行在数千台机器，它在读远比写更多的时候(在10:1的比例)表现的最好。
数据模型与层次命名空间
ZooKeeper提供的名称空间更像是一个标准的文件系统。一个名字是一个由一个（或）分隔的路径元素的序列。zookeeper名称空间的每个节点由路径来标示。

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节点和临时节点
不像标准的文件系统，在ZooKeeper 命名空间中每个节点都有与它相关的数据以及子节点。它就像这样一个文件系统，它允许一个文件也可以是一个目录。（zookeeper是用来储存协作数据：状态信息，配置，位置信息等，因此，存储在每个节点的数据通常是很小的，在字节到千字节范围。）我们使用术语znode来表明我们谈论的是zookeeper数据节点。
znodes保存一个数据结构，该数据结构包括数据变化的版本号和时间戳，ACL的变化，这些信息允许缓存验证和协作更新。一个znode的数据的每次变化，版本号的增加。例如，每当客户检索数据时，它也接收到数据的版本。
在一个命名空间中的每个节点存储的数据的读写都是原子性的。读获取一个Znode所有的数据字节；写替换所有的数据。每个节点都有一个访问控制列表（ACL），限制谁可以做什么。
zookeeper也有临时节点的概念。这些znodes只要创建znode的会话是活跃的，它就存在的。当会话结束时，这些znode被删除。
条件更新与监控
ZooKeeper支持监控的概念。客户端可以在一个znode上设置一个监控。当znode发生变化时会触发或者移除监控。当监控触发时，客户端接收到一个报文，表明znode发生了变化。若客户端和一个zookeeper服务器的连接损坏时，客户端接收到一个本地通知。
保障
ZooKeeper非常快速和简单. 虽然它的目标是为建设更为复杂的服务，例如同步，它提供了一系列的保证。这些是：