大数据之Zookeeper 完整使用基础进阶源码分析(二)

- 日理万妓 2022-09-08 11:50 79阅读 0赞

### 大数据之Zookeeper 完整使用 ###

*  一、算法基础
 *   *  1、拜占庭将军问题
     *  2、Paxos算法——解决什么问题
     *  3、Paxos算法描述：
     *  4、Paxos算法流程
     *  5、ZAB 协议
     *   *  1、 什么是 ZAB 算法
         *  2、Zab 协议内容
     *  6、CAP理论
 *  二、源码详解

# 一、算法基础 #

> 思考：Zookeeper 是如何保证数据一致性的？这也是困扰分布式系统框架的一个难题。  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_27_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 1、拜占庭将军问题 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_29_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 2、Paxos算法——解决什么问题 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_26_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 3、Paxos算法描述： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_28_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 4、Paxos算法流程 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_23_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

情况 1  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_22_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

情况2  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_26_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

情况3

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_25_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 5、ZAB 协议 ##

### 1、 什么是 ZAB 算法 ###

> Zab 借鉴了 Paxos 算法，是特别为 Zookeeper 设计的支持崩溃恢复的原子广播协议。基于该协议，Zookeeper 设计为只有一台客户端（Leader）负责处理外部的写事务请求，然后Leader 客户端将数据同步到其他 Follower 节点。即 Zookeeper 只有一个 Leader 可以发起提  
> 案。

### 2、Zab 协议内容 ###

> Zab 协议包括两种基本的模式：消息广播、崩溃恢复。

消息广播

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崩溃恢复——异常假设

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_28_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

崩溃恢复——Leader选举  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_27_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

崩溃恢复——数据恢复

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA5bCP5Z2P6K6y5b6u5pyN5Yqh_size_28_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

## 6、CAP理论 ##

> CAP理论告诉我们，一个分布式系统不可能同时满足以下三种  
> CAP理论  
> ⚫ 一致性（C:Consistency）  
> ⚫ 可用性（A:Available）  
> ⚫ 分区容错性（P:Partition Tolerance）  
> 这三个基本需求，最多只能同时满足其中的两项，因为P是必须的，因此往往选择就在CP或者AP中。  
> 1）一致性（C:Consistency）  
> 在分布式环境中，一致性是指数据在多个副本之间是否能够保持数据一致的特性。在一致性的需求下，当一个系统在数据一致的状态下执行更新操作后，应该保证系统的数据仍然处于一致的状态。  
> 2）可用性（A:Available）  
> 可用性是指系统提供的服务必须一直处于可用的状态，对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。  
> 3）分区容错性（P:Partition Tolerance）  
> 分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务，除非是整个网络环境都发生了故障。ZooKeeper保证的是CP
> 
> > （1）ZooKeeper不能保证每次服务请求的可用性。（注：在极端环境下，ZooKeeper可能会丢弃一些请求，消费者程序需要重新请求才能获得结果）。所以说，ZooKeeper不能保证服务可用性。  
> > （2）进行Leader选举时集群都是不可用。

# 二、源码详解 #

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