### Zookeeper基础知识详解
#### 一、Zookeeper简介与安装
**Zookeeper**是一款开源的分布式协调服务，它提供了一套完整的解决方案来帮助开发者解决分布式应用程序中的常见问题，如命名服务、配置管理、集群管理等。
##### 1.1 Zookeeper Windows 环境安装
在Windows环境下安装Zookeeper之前，需要确保已经安装了JDK环境，本次教程使用的是JDK 1.8版本。以下是详细的安装步骤：
1. **安装JDK**：首先确保计算机上已安装JDK 1.8。
2. **下载Zookeeper**：访问Zookeeper官方站点 [http://zookeeper.apache.org/](http://zookeeper.apache.org/) 下载最新版或指定版本（本例中使用zookeeper-3.4.12）。
3. **解压缩文件**：将下载的zookeeper-3.4.12压缩包解压至指定位置，例如 `D:\machine\zookeeper-3.4.12`。
4. **创建必要目录**：在 `D:\machine` 下新建 `data` 和 `log` 目录，这两个目录将分别用于存储数据快照和事务日志。
5. **配置文件调整**：复制 `zookeeper-3.4.12/conf/zoo_sample.cfg` 到同一目录，并重命名为 `zoo.cfg`。
6. **启动Zookeeper**：通过命令行进入 `bin` 目录，运行 `zkServer.cmd` 启动Zookeeper服务。
##### 1.1.1 Zookeeper安装模式
ZooKeeper的安装模式主要分为三种：单机模式、集群模式和集群伪分布模式。对于初次接触ZooKeeper的用户，推荐从单机模式或集群伪分布模式开始学习。
1. **单机模式**：适用于开发测试环境，是最简单的安装方式，仅需在一台机器上安装ZooKeeper即可。
2. **集群模式**：适用于生产环境，需要多台机器共同构成一个ZooKeeper集群。
3. **集群伪分布模式**：模拟集群环境，在单台机器上启动多个ZooKeeper实例，每个实例运行在不同的端口上。
#### 二、Zookeeper目录结构解析
Zookeeper的目录结构对于理解其工作原理至关重要，主要包括以下几个关键目录：
1. **bin**：存放各种脚本，如 `zkServer` 和 `zkCli`。
2. **conf**：配置文件所在目录，其中最重要的是 `zoo.cfg` 文件。
3. **lib**：依赖的第三方库。
4. **docs**：文档资料。
**bin** 目录中的 `zkServer` 和 `zkCli` 是最常用的工具，前者用于启动ZooKeeper服务，后者作为命令行客户端与ZooKeeper进行交互。
**conf** 目录下的 `zoo.cfg` 文件包含了ZooKeeper的重要配置项，例如：
- **clientPort**：服务端监听的客户端连接端口，默认为2181。
- **dataDir**：ZooKeeper的数据存储目录。
- **dataLogDir**：事务日志存储目录。
- **tickTime**：心跳时间间隔，单位为毫秒。
- **initLimit**：初始连接建立和同步图像所需的最大心跳数。
- **syncLimit**：跟随者与领导者之间同步所需的最多心跳数。
#### 三、ZK的核心特性
##### 1.2.1 会话(Session)
会话是客户端和服务端之间的一种持久连接机制，它是ZooKeeper的基础。会话的状态主要包括：
- **CONNECTING**：客户端正在尝试连接服务器。
- **CONNECTED**：客户端已成功连接到服务器。
- **RECONNECTING**：客户端尝试重新连接服务器。
- **RECONNECTED**：客户端重新连接成功。
- **CLOSE**：会话结束。
会话的状态变化对于理解和处理ZooKeeper中的网络中断等问题至关重要。
##### 1.2.2 ZK 数据模型
ZooKeeper的数据模型基于文件系统的树形结构，每一个节点称为一个**Znode**。Znode有两种类型：**持久节点**（Persistent Node）和**临时节点**（Ephemeral Node）。此外，Znode还具有版本号，以便跟踪数据的变化。
- **持久节点**：即使创建它的客户端会话结束，该节点依然存在。
- **临时节点**：当创建它的客户端会话结束时，该节点将被自动删除。
除了基本的数据模型外，ZooKeeper还提供了**Watcher**机制，这是一种客户端注册在特定Znode上的监听器，当该Znode发生变更时，ZooKeeper会向客户端发送通知。
ZooKeeper不仅是一个强大的分布式协调服务，还提供了丰富的API接口供开发者调用，能够满足多种复杂的分布式应用需求。通过对ZooKeeper的基础知识及其核心特性的深入了解，可以帮助开发者更好地利用这一工具解决实际问题。
