参考答案
在分布式场景中,ZooKeeper 的应用非常广泛,比如数据发布和订阅、命名服务、配置中心、注册中心、分布式锁等。ZooKeeper 提供了一个类似 Linux 文件系统的数据模型,和基于 Watcher 机制的分布式事件通知,这些特性都依赖 ZooKeeper 的高容错数据一致性协议。
ZooKeeper 是通过 Zab 协议来保证分布式事务的最终一致性的。
Zab(ZooKeeper Atomic Broadcast,ZooKeeper 原子广播协议)支持崩溃恢复,基于该协议,ZooKeeper 实现了一种主备模式的系统架构来保持集群中各个副本之间数据一致性。
系统架构参考下图:
在 ZooKeeper 集群中,所有客户端的请求都是写入到 Leader 进程中的,然后,由 Leader 同步到其他节点,称为 Follower。在集群数据同步的过程中,如果出现 Follower 节点崩溃或者 Leader 进程崩溃时,都会通过 Zab 协议来保证数据一致性。
Zab 协议的具体实现分为两个部分:
1. 消息广播阶段
Leader 节点接受事务提交,并且将新的 Proposal 请求广播给 Follower 节点,收集各个节点的反馈,决定是否进行 Commit,在这个过程中,也会使用上一课时提到的 Quorum 选举机制。
2. 崩溃恢复阶段
如果在同步过程中出现 Leader 节点宕机,会进入崩溃恢复阶段,重新进行 Leader 选举,崩溃恢复阶段还包含数据同步操作,同步集群中最新的数据,保持集群的数据一致性。
- 整个 ZooKeeper 集群的一致性保证,就是在上面两个状态之前切换。
- 当 Leader 服务正常时,是正常的消息广播模式;
- 当 Leader 不可用时,则进入崩溃恢复模式,崩溃恢复阶段会进行数据同步。
- 同步完成以后,重新进入消息广播阶段。
以上,是Zookeeper面试题【Zookeeper 如何保证了分布式一致性特性】的参考答案。
输出,是最好的学习方法。
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