ZooKeeper典型应用场景

1. 名字服务(NameService) 

分布式应用中，通常需要一套完备的命令机制，既能产生唯一的标识，又方便人识别和记忆。 我们知道，每个ZNode都可以由其路径唯一标识，路径本身也比较简洁直观，另外ZNode上还可以存储少量数据，这些都是实现统一的NameService的基础。

 

2. 配置管理(Configuration Management) 

在分布式系统中，常会遇到这样的场景: 某个Job的很多个实例在运行，它们在运行时大多数配置项是相同的，如果想要统一改某个配置，一个个实例去改，是比较低效，也是比较容易出错的方式。

 

3. 组员管理(Group Membership) 

在典型的Master-Slave结构的分布式系统中，Master需要作为“总管”来管理所有的Slave, 当有Slave加入，或者有Slave宕机，Master都需要感知到这个事情，然后作出对应的调整，以便不影响整个集群对外提供服务。

 

4. 简单互斥锁(Simple Lock) 

多个进程尝试去在指定的目录下去创建一个临时性(Ephemeral)结点 /locks/my_lock，ZooKeeper能保证，只会有一个进程成功创建该结点，创建结点成功的进程就是抢到锁的进程，假设该进程为A，其它进程都对/locks/my_lock进行Watch，当A进程不再需要锁，可以显式删除/locks/my_lock释放锁；或者是A进程宕机后Session超时，ZooKeeper系统自动删除/locks/my_lock结点释放锁。此时，其它进程就会收到ZooKeeper的通知，并尝试去创建/locks/my_lock抢锁，如此循环反复

 

5. 互斥锁(Simple Lock without Herd Effect) 

上一节的例子中有一个问题，每次抢锁都会有大量的进程去竞争，会造成羊群效应(Herd Effect)，为了解决这个问题，我们可以通过下面的步骤来改进上述过程：

1）每个进程都在ZooKeeper上创建一个临时的顺序结点(Ephemeral Sequential) /locks/lock_${seq}；

2）${seq}最小的为当前的持锁者(${seq}是ZooKeeper生成的Sequenctial Number)；

3）其它进程都对只watch比它次小的进程对应的结点，比如2 watch 1, 3 watch 2, 以此类推；

4）当前持锁者释放锁后，比它次大的进程就会收到ZooKeeper的通知，它成为新的持锁者，如此循环反复；

这里需要补充一点，通常在分布式系统中用ZooKeeper来做Leader Election(选主)就是通过上面的机制来实现的，这里的持锁者就是当前的“主”。

 

6. 读写锁(Read/Write Lock) 

我们知道，读写锁跟互斥锁相比不同的地方是，它分成了读和写两种模式，多个读可以并发执行，但写和读、写都互斥，不能同时执行行。利用ZooKeeper，在上面的基础上，稍做修改也可以实现传统的读写锁的语义，下面是基本的步骤:

1）每个进程都在ZooKeeper上创建一个临时的顺序结点(Ephemeral Sequential) /locks/lock_${seq}；

2）${seq}最小的一个或多个结点为当前的持锁者，多个是因为多个读可以并发；

3）需要写锁的进程，Watch比它次小的进程对应的结点；

4）需要读锁的进程，Watch比它小的最后一个写进程对应的结点；

5）当前结点释放锁后，所有Watch该结点的进程都会被通知到，他们成为新的持锁者，如此循环反复。