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ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务，由 Apache 软件基金会开发和维护。它主要用于解决分布式系统中的一致性问题，提供了一种高效、可靠的方式来管理和协调分布式应用中的各种任务。ZooKeeper 的设计目标是简化分布式应用的开发，通过提供一组简单的原语，使得开发者可以更容易地实现分布式锁、配置管理、服务发现等功能。
ZooKeeper 的数据模型类似于一个文件系统，采用树形结构来组织数据。树中的每个节点称为 ZNode，每个 ZNode 可以存储数据，并且可以有子节点。ZNode 分为两种类型：
此外，ZNode 还可以设置为 顺序节点（Sequential Node），顺序节点会在节点名称后附加一个单调递增的数字，确保节点名称的唯一性。
客户端与 ZooKeeper 服务器之间的连接称为会话。会话是 ZooKeeper 的核心概念之一，客户端通过会话与 ZooKeeper 集群进行通信。会话的生命周期包括以下几个阶段：
ZooKeeper 提供了一种 Watcher 机制，允许客户端在特定 ZNode 上注册监听器。当 ZNode 的状态发生变化时（如数据更新、节点删除等），ZooKeeper 会通知注册了 Watcher 的客户端。Watcher 机制是 ZooKeeper 实现分布式协调功能的关键。
ZooKeeper 通常以集群模式运行，集群中的每个服务器称为一个 ZooKeeper 服务器。集群中的服务器分为两种角色：
ZooKeeper 使用 Zab 协议（ZooKeeper Atomic Broadcast） 来保证集群中数据的一致性。Zab 协议是一种原子广播协议，确保所有写操作以相同的顺序应用到所有服务器上。
ZooKeeper 提供了强一致性保证，具体表现为：
当 ZooKeeper 集群中的 Leader 服务器宕机时，集群会通过选举机制选出一个新的 Leader。选举过程基于 Zab 协议，确保在选举期间集群仍然能够处理读请求，但写请求会被暂时阻塞，直到新的 Leader 选举完成。
ZooKeeper 可以用于实现分布式锁。通过创建临时顺序节点，客户端可以竞争锁资源。锁的获取顺序由节点的顺序号决定，确保锁的公平性。
ZooKeeper 可以用于存储和管理分布式系统的配置信息。客户端可以监听配置节点的变化，当配置更新时，ZooKeeper 会通知所有监听该节点的客户端，确保配置的实时更新。
在微服务架构中，ZooKeeper 可以用于服务发现。服务提供者将自己的服务信息注册到 ZooKeeper 中，服务消费者通过查询 ZooKeeper 获取可用的服务列表。
ZooKeeper 可以用于实现分布式队列。通过创建顺序节点，客户端可以将任务放入队列中，其他客户端可以按照顺序处理任务。
ZooKeeper 是一个功能强大的分布式协调服务，广泛应用于分布式系统中的一致性管理、配置管理、服务发现等场景。尽管它在某些方面存在性能瓶颈，但其高可用性和强一致性保证使其成为许多分布式系统的核心组件。通过合理使用 ZooKeeper，开发者可以大大简化分布式应用的开发和管理。
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