ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，用于维护配置信息、命名服务、分布式同步等。其架构设计旨在提供一个高可用、高性能、可靠的协调服务。以下是关于ZooKeeper架构设计的详细介绍：
ZooKeeper架构设计
- 服务器端(Server)和客户端(Client)：ZooKeeper集群由一组服务器节点组成，存在Leader和Follower角色。客户端可以连接到任意服务器，并维护一个TCP连接。
- Znode：ZooKeeper中存储数据的基本单元，类似于文件系统中的目录和文件，可以包含数据和子节点。
- Watcher机制：提供事件通知机制，当指定ZNode的状态发生变化时，客户端可以收到通知。
- 通信协议：基于TCP/IP协议，ZooKeeper实现了自己的通信协议来完成客户端与服务端、服务端与服务端之间的网络通信。
ZooKeeper的核心组件和工作原理
- Leader节点：负责维护状态和处理客户端请求。
- Follower节点：从Leader节点同步状态，辅助Leader节点处理读请求，在Leader节点故障时，参与Leader选举。
- Observer节点：不参与Leader选举，用于提升系统吞吐量和可靠性。
- Zab协议(Zookeeper Atomic Broadcast)：确保数据的顺序一致性，是ZooKeeper实现高可用性和数据同步的基础。
ZooKeeper的应用场景
ZooKeeper广泛应用于配置管理、命名服务、状态同步和集群管理等场景。例如，在Kafka中，ZooKeeper用于Broker和Topic的注册以及Partition的负载均衡；在HBase中，它确保整个集群只有一个Master并保存regionserver状态信息。