ZooKeeper 设计

1. 简单的数据模型

ZK 允许通过共享的层次结构命名空间进行分布式进程间的相互协调，这与标准文件系统类似。名称空间由 ZooKeeper 中的数据寄存器组成，称为 ZNode，这些类似于文件和目录。 与为存储设计的典型文件系统不同，ZooKeeper 将数据保存在内存中，这意味着 ZooKeeper 可以实现高吞吐量和低延迟。

数据模型

2. 可构建集群

为保障高可用，最好是以集群形态来部署 ZooKeeper，这样只要集群中大部分机器是可用的（能够容忍一定的机器故障），那么 Zookeeper 本身仍然是可用的。客户端在使用 ZooKeeper 时，需要知道集群机器列表，通过与集群中的某台机器建立 TCP 连接来使用服务，客户端使用这个 TCP 链接来发送请求、获取结果、获取监听事件以及发送心跳包，如果这个连接异常断开了，客户端可以连接到另外的机器上。

以下是 ZooKeeper 官方提供的架构图：

ZooKeeper 架构图

上图中的每一个 Server 都代表一个 Zookeeper 服务的服务器，组成 ZooKeeper 服务的服务器都会在内存中维护当前的服务器状态，并且每台服务器之间都互相保持着通信，服务之间是通过 Zab 协议（Zookeeper Atomic Broadcast）来保持数据的一致性。

3. 顺序访问

对于来自客户端的每个更新请求，ZooKeeper 都会分配一个全局唯一的递增编号，这个编号反应了所有事务操作的先后顺序，应用程序可以借助 ZooKeeper 这个特性来实现更高层次的同步原语，这个编号也叫做时间戳 — zxid（Zookeeper Transaction Id）

4. 高性能

ZooKeeper 是高性能的，在 “读” 多于 “写” 的应用程序中尤其地高性能，因为 “写” 会导致所有的服务器间同步状态。（“读” 多于 “写” 是协调服务的典型情况）