每日五道java面试题之ZooKeeper篇（一），ZooKeeper面试题精选，每日五题解析（一）

摘要：本篇内容围绕每日五道Java面试题中的ZooKeeper篇展开，主要介绍了关于ZooKeeper的相关面试题。通过这些问题，考察应聘者在ZooKeeper方面的知识和经验，包括ZooKeeper的基本概念、集群管理、分布式锁等方面的理解和应用。这些问题的解答有助于了解应聘者在分布式系统领域的能力，以及解决相关问题的能力。

1、ZooKeeper 是什么？

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，为分布式应用提供一致性服务，它允许分布式应用程序实现诸如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master选举、分布式锁和分布式队列等功能，ZooKeeper的目标是为用户提供简单易用的接口和高效、稳定的系统，同时封装了复杂易出错的关键服务，它保证了分布式一致性特性，如顺序一致性、原子性、单一视图、可靠性和实时性（最终一致性）。

客户端的读请求可以被集群中的任意一台机器处理，如果读请求在节点上注册了监听器，这个监听器也是由所连接的zookeeper机器来处理，写请求会同时发给其他zookeeper机器并达成一致后，请求才会返回成功，随着zookeeper的集群机器增多，读请求的吞吐会提高，但写请求的吞吐会下降。

有序性是zookeeper中非常重要的一个特性，所有的更新都是全局有序的，每个更新都有一个唯一的时间戳，称为zxid（ZookeeperTransaction Id），而读请求只会相对于更新有序，即读请求的返回结果中会带有这个zookeeper最新的zxid。

2、Zookeeper 文件系统

Zookeeper提供了一个多层级的节点命名空间（节点称为znode），与文件系统不同的是，这些节点都可以设置关联的数据，Zookeeper为了高吞吐和低延迟，在内存中维护了这个树状的目录结构，这种特性使得Zookeeper不能用于存放大量的数据，每个节点的存放数据上限为1M。

3、Zookeeper如何保证主从节点的状态同步？

Zookeeper的核心是原子广播机制，这个机制保证了各个server之间的同步，实现这个机制的协议叫做Zab协议，Zab协议有两种模式：恢复模式和广播模式。

恢复模式：当服务启动或在领导者崩溃后，Zab进入恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数server完成了和leader的状态同步后，恢复模式结束，状态同步确保了leader和server具有相同的系统状态。

广播模式：一旦leader与多数follower进行了状态同步后，它就可以开始广播消息，即进入广播状态，当一个server加入ZooKeeper服务时，它会在恢复模式下启动，找到leader并与leader进行状态同步，同步结束后，它也参与消息广播，ZooKeeper服务一直维持在Broadcast状态，直到leader崩溃或失去大部分的支持。

4、四种类型的数据节点Znode

（1）PERSISTENT-持久节点：除非手动删除，否则节点一直存在于Zookeeper上。

（2）EPHEMERAL-临时节点：临时节点的生命周期与客户端会话绑定，一旦客户端会话失效（客户端与zookeeper连接断开不一定会话失效），那么这个客户端创建的所有临时节点都会被移除。

（3）PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久顺序节点：基本特性同持久节点，只是增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。

（4）EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序节点：基本特性同临时节点，增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。

5、Zookeeper Watcher 机制 – 数据变更通知

Zookeeper允许客户端向服务端的某个Znode注册一个Watcher监听，当服务端的一些指定事件触发了这个Watcher，服务端会向指定客户端发送一个事件通知，实现分布式的通知功能，然后客户端根据Watcher通知状态和事件类型做出业务上的改变。

工作机制：

（1）客户端注册watcher。

（2）服务端处理watcher。

（3）客户端回调watcher，Watcher特性总结如下：

一次性：无论是服务端还是客户端，一旦一个Watcher被触发，Zookeeper都会将其从相应的存储中移除，这样的设计有效减轻了服务端的压力，Watcher的触发是异步的，并且只能保证最终的一致性而无法保证强一致性，当一个客户端连接到一个新的服务器上时，watch将会被以任意会话事件触发等特性进行了详细说明，如果我的内容对您有帮助，请点赞、评论和收藏，您的支持是我坚持下去的动力！