ZooKeeper数据模型

　　ZooKeeper拥有一个层级结构的目录空间，非常类似分布式文件系统，唯一的不同是每个node可同时拥有数据和子node，即文件同时也是目录。只使用绝对路径，总的来说任何Unicode字符都可以作为路径的一部分，但遵循以下约束:

null(\u0000)不能用在path中，因为在C中会导致Binding异常。

以下字符因为不能很好显示或易让人迷惑，不可用在path中：\u0001 - \u0019 and \u007F - \u009F.

以下字符也不允许使用： \ud800 -uF8FFF, \uFFF0-uFFFF, \uXFFFE - \uXFFFF (X 代表 1 - E), \uF0000 - \uFFFFF.

.和..可用，但不能单独用来表示node, 亦即/a/b/./c” or “/a/b/../c都是非法的。

zookeeper是保留字

ZNodes

　　ZooKeeper tree中的每一个Node都指向一个znode, znode维护一个状态结构，结构中包含数据/acl 更新的版本号和时间戳，二者共同用于验证缓存和同步更新。znode每更新一次 ，版本号增加，读取数据时会得到相应的版本号，更新数据时也应提供版本号，如果版本号不符，操作失败（注：提供强制模式，会忽略版本号）。

　　Znode是应用访问最多的实体，有以下两个特性值得关注。

Watch

　　Client可在znode上设置watch，znode更新触发并移除watch，通知信息将发送给设置了watch的Client.

数据存取Data Access

　　namespace中znode存储的数据的读写是原子的，读写都作用到数据的全体，每个Node都有ACL控制访问权限。

　　ZooKeeper并不是为通用数据库或对象存储设计的，相对地，它管理同步数据。数据可以是配置，状态信息，集结地等，它们的共同点是体积小（KB级）。Server和Client会确认数据大小不超过1M，实际平均值比这更小。操作相对较大的数据会导致一些操作用时大大增加，因为需要在网络间传输大量的数据到存储设备上。大文件存储可以使用NFS或者HDFS,同时在ZooKeeper中保存上述存储位置即可。

瞬时节点Ephemeral Nodes

　　这种Node的生存期等于创建该它的会话的存活期，会话结束节点即被删除，因此这种node不能有子node.

序列节点Sequence Nodes

　　创建node时可以请ZooKeeper在path结尾添加递增的计数器。每个父node拥有唯一的计数器，格式为%010d,即总长为10,用0填充。

注：计数值为int, 4字节，溢出时会出现负数。

ZooKeeper中的时间。

　　ZooKeeper用多种方式跟踪时间。

Zxid

　　对ZooKeeper状态的任何更改都会收到一个zxid，使得ZooKeeper的更改是完全有序的，较小的zxid对应的更改一定在较大的zxid操作之前。

版本号Version numbers

　　对znode的每次更改都会导致node的某一版本号增加，一共有三种版本号，对应不同实体：

version     数据
cversion    子node
aversion    acl

计时Ticks

　　当使用ZooKeeper的多Srever系统时，Server用tick计量事件时间，比如一次状态上传，会话超时，peer间连接超时等。tick time只通过会话超时（2倍tick time）来非直接地对外表示。如果Client请求的会话超时比小于系统最小值，Server将告诉它使用的是最小超时时间。

时钟时间Real time

　　ZooKeeper只在znode创建和更改时向状态结构中添加的时间戳中使用时钟时间。

状态结构Stat Structure

　　znode的状态结构stat structure包含以下域：

czxid
创建该Node的zxid.

mzxid
znode最后更改的zxid.

ctime
创建时的毫秒值

mtime
最后更改的毫秒值

version
对znode数据更改的number.

cversion
对子node更改的number.

aversion
acl更改number.

ephemeralOwner
拥有者的会话ID，非瞬时node值为0

dataLength
znode数据的长度.

numChildren
子node数.

会话ZooKeeper Sessions

　　client创建handle来建立与ZooKeeper服务的会话，会话刚建立时，handle状态为CONNECTING，client库会连接组成服务众多Server中的一个，连接成功后状态转换为CONNECTED。正常操作中会保持上述状态中的一个，如果遇到不可恢复的错误，如会话超时，授权失败或者主动关闭handle，状态会转换至CLOSED。

　　创建会话时需要提供一个包含server对应的ip:port字符串的List，Client库会随机选择一下连接，如果连接失败或者被断开，client会使用另一个地址，直到（重）连接成功。

3.2.0中添加的特性：可选择添加chroot到地址末，用来更改初始root目录，例如”127.0.0.1:4545/app/a” or “127.0.0.1:3000,127.0.0.1:3001,127.0.0.1:3002/app/a”，client将自动位于/app/a下，任何更改（如创建node）也是在此目录下。

　　Client handle连接到服务后，ZooKeeper创建会话并分配一个64位整数（Session ID）给Client，如果Client要连接到另一个Server，握手时会提供这个Number。安全起见，ZooKeeper为会话创建所有Server能认证的password，并在会话建立时一起发送给Client，重连时Client将SessionID和password一并提供。

　　Cient建立会话时可设置超时时间，服务能提供的最小值为tickTime的2倍，最大值为20倍。

　　会话重连如果超时，Client状态会转为expired，一般来说不需要重新创建一个会话，因为Client库设计了相应的自动重连机制，但超时后可以重新建立会话。

　　超时是由服务集群管理的，超时后所有eppheminal node被删除并通知设置了watch的进程，而原client只会在重新建立TCP连接后收到session expired”的notification。

　　创建会话时可选用default watcher参数，Client的任何状态变化都会通知client，如会话超时，建立和断开。

　　闲置状态时，Client可发送Ping请求来保持连接。

　　连接建立后，一般来说以下两种情况执行同步/异步操作时会导致连接丢失：

1. 在失效的会话上进行操作
2. Clinet在有尚未完成的异步操作时从某一Server断开

Added in 3.2.0 — SessionMovedException. Client通常不会看到，发生于从某个连接收到请求，但会话已经转换到另一个Server时，通常是网络延时导致的。

监听/ZooKeeper Watches

　　所有的读操作getData(), getChildren(), and exists()都可以设置watch. Watch触发是一次性的，当指定的数据更改时，消息发发送给Watch设置者。有以下三点需要关注。

One-time trigger

　　例如client1设置了getData(“/znode1”, true)，另一个Client修改或删除了znode1，Client1将收到消息，但之后znode1的修改就不会通知Client1了，除非再次设置Watch.

Sent to the client

　　意味着消息可能在操作者收到返回码（操作完成）时还没有被设置watch的Client收到。watch消息是异步发送给Client的，ZooKeeper提供顺序保障，Client不会在收到消息之前看到它设置了watch的对象的变化。由于网络延时的其它因素的影响，不同的Client在收到消息和返回码上有先后，但是对同一个Client是保证有序的。

watch对象

　　可理解为有两种watch，数据和子node. getData() 和 exists() 设置数据watch， getChildren()设置子node watch，因此也可以理解为返回数据类型决定watch类型，所以setData()会触发数据Watch（操作失败则不会）。成功的create()会同时触发父node的子node watch和被创建node的数据watch，其它的类推。

　　watch是由与client连接的Server本地维护的，有助于watch设置维护和分发的轻量化。当连接到另一个Server时，任何的session事件都会触发watch。断线重连后，之前注册的的watch会重新注册，需要的话也可触发。总之一切都是透明的，但有一种情况会丢失watch：watch一个尚不存在的znode，断线期间该node创建又被删除。

Watch有哪些保证

　　对于watch，ZooKeeper保证以下三点：

watch相对其它事件、watch和异步回复都是有序的，client库保证所有事情都是有序分发的。

Client在看到新数据前收到watch

watch事件的顺序和server看到的事件发生顺序一致。

关于Watch的须知

　　由于watch的一次性，如果想持续watch一个对象，那么每次收到消息后重新设置watch。

　　由于一次性和延迟，你可能不会收到所有的更改，准备好处理两次消息之间znode已多次更改的情况，至少头脑中要有这个概念。

　　同一类watch只会触发一次，即使之前设置了多次。

　　连接断开后，只有在连接重新建立时才能收到watch，For this reason session events are sent to all outstanding watch handlers. Use session events to go into a safe mode: you will not be receiving events while disconnected, so your process should act conservatively in that mode.