JAVA面试题大全(十五)

1、Zookeeper 是什么？

zookper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务。是 google chubby 的开源实现，是 hadoop 和 hbase 的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

2、Zookeeper 都有哪些功能？

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，它是Apache软件基金会下的一个项目，旨在解决分布式系统中的协调和管理问题。ZooKeeper的主要功能包括以下几个方面：

1. 配置管理：
   • ZooKeeper可以用作分布式系统的配置信息管理中心。
   • 各个节点可以从ZooKeeper中获取配置信息，当配置发生变化时，所有节点可以及时感知并进行相应调整。
   • 这种机制使得分布式系统能够动态地响应配置变化，提高了系统的灵活性和可维护性。
2. 命名服务：
   • ZooKeeper提供了一种类似于分布式文件系统的命名服务。
   • 它允许应用程序在ZooKeeper上创建、删除和查找节点，从而实现简单的命名空间管理。
   • 通过ZooKeeper的命名服务，分布式系统中的各个节点可以方便地互相识别和通信。
3. 分布式锁：
   • ZooKeeper提供了分布式锁的支持，允许多个节点在共享资源上进行协调。
   • 通过ZooKeeper的分布式锁机制，可以避免并发访问冲突，确保数据的一致性和完整性。
4. 分布式队列：
   • ZooKeeper可以实现分布式队列，用于在多个节点之间传递消息和任务。
   • 通过ZooKeeper的队列服务，分布式系统可以实现高效的消息传递和任务调度。
5. 分布式通知/Watcher机制：
   • ZooKeeper的Watcher机制可以让客户端监视节点的变化。
   • 当节点状态发生变化时，ZooKeeper会触发相应的Watcher通知给客户端，从而实现分布式的事件触发和通知机制。
   • 这种机制使得分布式系统中的各个节点能够实时感知彼此的状态变化，从而进行相应的协调和处理。
6. Leader选举：
   • 在ZooKeeper集群中，ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议用于选举Leader节点。
   • Leader节点负责处理所有客户端的写请求，并将更改广播给其他Follower节点。
   • 通过Leader选举机制，ZooKeeper能够确保在集群中的节点发生故障时，能够快速恢复服务并提供高可用性。
7. 高性能和高可用性：
   • ZooKeeper的设计目标之一就是提供高性能和高可用性。
   • 它通过内存存储和快速的数据访问机制来提供高性能的服务。
   • 同时，ZooKeeper的集群化设计和容错机制确保了系统的高可用性，即使在部分节点发生故障时，整个系统仍然能够继续提供服务。

总结来说，ZooKeeper是一个功能强大的分布式协调服务，它提供了配置管理、命名服务、分布式锁、分布式队列、分布式通知/Watcher机制以及Leader选举等功能。这些功能使得ZooKeeper成为构建分布式系统和服务的重要基础设施之一，并被广泛应用于各种分布式应用场景中。

3、Zookeeper 有几种部署模式？ 

ZooKeeper有几种主要的部署模式，以下是对这些模式的清晰归纳：

1. 单机模式（Standalone/单机部署）：
   • 描述：在这种模式下，ZooKeeper运行在单台机器上，仅供学习和开发使用。
   • 特点：该模式下ZooKeeper集群只有一个服务器，无法实现数据备份和容错。如果服务器宕机，整个ZooKeeper服务将停止工作。
   • 适用场景：由于缺乏数据备份和容错能力，这种模式不适合生产环境。
2. 集群模式（Cluster/集群部署）：
   • 描述：集群模式是最常见的ZooKeeper部署方式。它通常包含奇数台服务器（如3、5、7台等），其中一些作为主服务器来处理客户端请求，其他服务器为从服务器进行数据备份和容错。
   • 特点：主服务器负责处理读写请求，并将更新信息广播给所有的从服务器。从服务器仅负责接收信息并进行数据备份。如果某一台主服务器出现故障，系统将会选举一个新的主服务器继续提供服务。
   • 适用场景：集群模式适用于大型、复杂的生产环境，因为它能够更好地应对高并发、高可用性和大规模数据等问题。
3. 伪集群模式（Pseudo-Cluster/伪分布式部署）：
   • 描述：伪集群模式是在一台物理机上运行多个ZooKeeper实例的部署方式。这种部署方式通过在一台机器上模拟多个ZooKeeper服务器来提供集群的功能。
   • 特点：虽然所有ZooKeeper实例都在同一台物理机上运行，但它们之间通过网络通信来模拟分布式环境。这种模式通常用于测试和开发环境，以模拟真实集群的行为。
   • 适用场景：伪集群模式适用于测试和开发环境，因为它可以在单台机器上模拟多节点集群的行为，而无需实际部署多个服务器。
4. 服务代理模式（Service Proxy）：
   • 描述：在这种模式下，ZooKeeper节点可以在不同的集群中使用。从ZooKeeper客户端应用程序的角度来看，这些集群是透明的，无论是位于同一台机器上还是不同的机器上。
   • 特点：所有的ZooKeeper集群需要有一个统一的配置文件，以确保它们能够相互通信。这种模式通常适用于小型或中型的环境。

需要注意的是，具体的部署模式应根据实际需求和环境来选择，同时也要考虑到安全、可用性、性能和可扩展性等因素。

 5、Zookeeper 怎么保证主从节点的状态同步？

zookeeper 的核心是原子广播，这个机制保证了各个 server 之间的同步。实现这个机制的协议叫做 zab 协议。 zab 协议有两种模式，分别是恢复模式（选主）和广播模式（同步）。当服务启动或者在领导者崩溃后，zab 就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数 server 完成了和 leader 的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了 leader 和 server 具有相同的系统状态。

6、集群中为什么要有主节点？

在分布式环境中，有些业务逻辑只需要集群中的某一台机器进行执行，其他的机器可以共享这个结果，这样可以大大减少重复计算，提高性能，所以就需要主节点。

7、集群中有 3 台服务器，其中一个节点宕机，这个时候 zookeeper 还可以使用吗？

可以继续使用，单数服务器只要没超过一半的服务器宕机就可以继续使用。

8、说一下 zookeeper 的通知机制？

客户端会对某个 znode 建立一个 watcher 事件，当该 znode 发生变化时，这些客户端会收到 zookeeper 的通知，然后客户端可以根据 znode 变化来做出业务上的改变。