1、zookeeper 的資料模型
zookeeper 的資料模型是什麼樣子呢？它很像資料結構當中的樹，也很像檔案系統的目錄。
樹是由節點所組成，zookeeper 的資料儲存也同樣是基於節點，這種節點叫做 znode。
但是，不同於樹的節點，znode 的引用方式是路徑引用，類似於檔案路徑：
/ 動物 / 倉鼠
/ 植物 / 荷花
這樣的層級結構，讓每乙個 znode 節點擁有唯一的路徑，就像命名空間一樣對不同資訊作出清晰的隔離。
znode內部資料結構：
data：znode 儲存的資料資訊。
acl：記錄 znode 的訪問許可權，即哪些人或哪些 ip 可以訪問本節點。
stat：包含 znode 的各種元資料，比如事務 id、版本號、時間戳、大小等等。
child：當前節點的子節點引用，類似於二叉樹的左孩子右孩子。
這裡需要注意一點，zookeeper 是為讀多寫少的場景所設計。znode 並不是用來儲存大規模業務資料，而是用於儲存少量的狀態和配置資訊，每個節點的資料最大不能超過 1mb。
2、zookeeper 的基本操作和事件通知
zookeeper 包含了哪些基本操作呢？這裡列舉出比較常用的 api：
create：建立節點
delete：刪除節點
exists：判斷節點是否存在
getdata：獲得乙個節點的資料
setdata：設定乙個節點的資料
getchildren：獲取節點下的所有子節點
這其中，exists、getdata、getchildren 屬於讀操作。zookeeper 客戶端在請求讀操作的時候，可以選擇是否設定 watch。
watch 是什麼意思呢？
我們可以理解成是註冊在特定 znode 上的觸發器。當這個 znode 發生改變，也就是呼叫了 create、delete、setdata 方法的時候，將會觸發 znode 上註冊的對應事件，請求 watch 的客戶端會接收到非同步通知。
具體互動過程如下：
客戶端呼叫 getdata 方法，watch 引數是 true。服務端接到請求，返回節點資料，並且在對應的雜湊表裡插入被 watch 的 znode 路徑，以及 watcher 列表。
當被 watch 的 znode 已刪除，服務端會查詢雜湊表，找到該 znode 對應的所有 watcher，非同步通知客戶端，並且刪除雜湊表中對應的 key-value。
3、zookeeper 的一致性
zookeeper 的集群
zookeeper service 集群是一主多從結構。
更新資料時，首先更新到主節點（這裡的節點是指伺服器，不是 znode），再同步到從節點。
在讀取資料時，直接讀取任意從節點。
為了保證主從節點的資料一致性，zookeeper 採用了 zab 協議，這種協議非常類似於一致性演算法 paxos 和 raft。
我們需要首先了解 zab 協議所定義的三種節點狀態：
looking：選舉狀態。
following：follower 節點（從節點）所處的狀態。
leading：leader 節點（主節點）所處狀態。
我們還需要知道最大 zxid 的概念：
最大 zxid 也就是節點本地的最新事務編號，包含 epoch 和計數兩部分。epoch 是紀元的意思，相當於 raft 演算法選主時候的 term。
假如 zookeeper 當前的主節點掛掉了，集群會進行崩潰恢復，同時停止對外服務。zab 的崩潰恢復分成三個階段：
leader election
選舉階段，此時集群中的節點處於 looking 狀態。它們會各自向其他節點發起投票，投票當中包含自己的伺服器 id 和最新事務 id（zxid）。
接下來，節點會用自身的 zxid 和從其他節點接收到的 zxid 做比較，如果發現別人家的 zxid 比自己大，也就是資料比自己新，那麼就重新發起投票，投票給目前已知最大的 zxid 所屬節點。
每次投票後，伺服器都會統計投票數量，判斷是否有某個節點得到半數以上的投票。如果存在這樣的節點，該節點將會成為準 leader，狀態變為 leading。其他節點的狀態變為 following。
這就相當於，一群武林高手經過激烈的競爭，選出了武林盟主。
2. discovery
發現階段，用於在從節點中發現最新的 zxid 和事務日誌。或許有人會問：既然 leader 被選為主節點，已經是集群裡資料最新的了，為什麼還要從節點中尋找最新事務呢？
這是為了防止某些意外情況，比如因網路原因在上一階段產生多個 leader 的情況。
所以這一階段，leader 集思廣益，接收所有 follower 發來各自的最新 epoch 值。leader 從中選出最大的 epoch，基於此值加 1，生成新的 epoch 分發給各個 follower。
各個 follower 收到全新的 epoch 後，返回 ack 給 leader，帶上各自最大的 zxid 和歷史事務日誌。leader 選出最大的 zxid，並更新自身歷史日誌。
synchronization
同步階段，把 leader 剛才收集得到的最新歷史事務日誌，同步給集群中所有的 follower。只有當半數 follower 同步成功，這個準 leader 才能成為正式的 leader。
自此，故障恢復正式完成。
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