前言

現在刷抖音經常可以看到一些老外街坊，問他們最想把什么帶回自己的國家，我聽過很多的回答都是：淘寶，支付寶，美食，微信，外賣，高鐵等等。

確實如此，隨著國家的快速發展吸引了不少國際上羨慕的目光，更讓中國的新四大發明走向世界。說到這些，都離不開背后龐大的互聯網體系的支撐，阿里作為國內最頂級的互聯網企業必然也聚集了行業內頂級的IT人才。

眾所周知，阿里巴巴的主要開發語言就是Java，而對于Java開發者來說，最重要的就是學習Spring框架了。現在，我想跟大家分享出這份老外看外都不禁贊嘆的《阿里技術官Spring全家桶筆記》，趕緊一睹為快吧。

咱們都知道，學Spring最重要的還是它的核心思想AOP和IOC，這兩個內容也單獨拿出來做一份筆記來重點講解了，先睹為快！

由于篇幅限制，這兩個知識點講的干貨內容非常多，這里只能截取部分文檔內容展示，完整版獲取在上面，感謝配合。

正文

ZooKeeper 很流行，有個基本的疑問：

• ZooKeeper 是用來做什么的？
• 之前沒有ZK，為什么會誕生 ZK？

OK，解答一下上面的疑問：（下面是憑直覺說的）

• ZooKeeper 是用于簡化分布式應用開發的，對開發者屏蔽一些分布式應用開發過程中的底層細節
• ZooKeeper 對外暴露簡單的 API，用于支持分布式應用開發
• ZooKeeper 在提供上述功能的同時，其還是一個 高性能、高可用、高可靠的分布式集群

上面說這么多，總結一下，ZK 能解決分布式應用開發的問題，ZK 能很好的解決問題。到這一步，疑問就更多了：

分布式應用開發，有哪些常見問題？ZK 是如何屏蔽這些底層細節的？

ZooKeeper 對外暴露了那些 API？這些 API 如何支持分布式應用開發的？這些 API 還能簡化嗎？API 的語義性怎么樣？

ZooKeeper 自身是一個高性能、高可用、高可靠的分布式集群，那有個簡單的問題：

• 高性能是指什么？ZooKeeper 為了達到高性能，做了哪些工作？
• 高可用同上
• 高可靠同上

Note：本篇 wiki 就是為了解決上述第一個疑問的。（其他疑問會在其他 blog 中逐步解答）

為什么有 ZooKeeper

一個應用程序，涉及多個進程協作時，業務邏輯代碼中混雜有大量復雜的進程協作邏輯。

上述多進程協作邏輯，有 2 個特點：

• 處理復雜
• 處理邏輯可重用

因此，考慮將多進程協作的共性問題拎出，作為基礎設施，讓 RD 更加專注業務邏輯開發，即：

ZooKeeper 就是上述多進程協作基礎服務的一種。

ZooKeeper 的特點

ZooKeeper 有幾個簡單特點：

• ZooKeeper 的 API：從 文件系統 API 得到的啟發，提供簡單的 API
• ZooKeeper 運行在專用服務器上，跟業務邏輯分離，保證了高容錯性和可擴展性

ZooKeeper 是存儲設施，但特別注意

• ZK上存儲的數據聚焦為：協作數據（元數據），而不是應用數據，應用數據有自己的存儲方案，例如 HDFS 等
• ZK 本質上，可以看作一種特殊的 FS

特別說明：

應用數據和元數據，由于使用場景不同，對一致性和持久性的要求有差異， 因此，架構設計、數據治理過程中，應將 2 類數據獨立看待、獨立存儲。

ZooKeeper 的使命

ZK 要解決的核心問題：

ZK 目標：簡化分布式應用開發中，多進程協作問題。為分布式應用，提供高效、可靠的分布式協調服務（基礎服務），例如：

• 統一的命名服務
• 分布式鎖
• 進程崩潰檢測
• Leader 選舉
• 配置管理：配置變更時，及時下發到各個 Client。

一個簡單的問題：多進程的協作是什么？尼瑪呀，有完沒完，啥問題你都有，面對這個掉咋天的腦殼，還是回答一下。

多進程協作，整體分為 2 類：

協作：多進程需要一同處理某些事情，一些進程采取行動是的其他進程能夠正常工作，例如：主從結構，M 向 S 分配任務，S 才會執行，否則 S 就保持空閑狀態

競爭：兩個進程不能同時工作，一個進程必須等待另個進程執行完畢，例如：主從結構，M 節點失效后，很多 S 都想成為 M，這時，就需要互斥鎖，只有第一個獲得鎖的 S 成為 M

特別說明：

不跨網絡協作：多進程，可以在同一臺物理主機上，同步原語很方便(比如？管道、共享內存、消息隊列、信號量)

跨網絡協作：多進程，分布在不同的物理主機上，ZK 關注這一類

跨網絡多進程協作，進程通信，基本思路有 2 個：

消息機制：通過網絡，直接信息交換，多消息傳遞算法，實現同步原語

共享存儲：利用外部共享存儲，實現多進程協作，要求共享存儲提供有序訪問，ZK 采用這種方式

真實系統中，跨網絡通信，有幾個共性問題：

消息延遲：由于網絡原因，后發送先到達

處理器性能：由于系統調度原因，消息到達后，延遲處理

時鐘偏移：不同物理主機，時鐘發生偏移

ZK 精心設計用于屏蔽上述 3 個共性問題，使得這些問題在應用服務層面完全透明化。

ZooKeeper 特性

ZooKeeper 解決的本質問題

分布式系統的一致性問題：

消息傳遞：延遲性，先發送的消息，不一定先到達；

消息傳遞：丟失性，發送的消息，可能丟失；

節點崩潰：分布式系統內，任何一個節點都可能崩潰；

在這種情況下，如何保證數據的一致性？

提案投票：基于投票策略，2PC

選舉投票：基于投票策略，投出優先級最高的節點（包含最新數據的節點）

Paxos 目標：解決分布式一致性問題，提高分布式系統容錯性的一致性算法。

Paxos 本質：基于消息傳遞的高度容錯的一致性算法

ZooKeeper 定位

ZooKeeper 是：

分布式協調服務

高效、可靠

方便應用程序，聚焦業務邏輯開發，而不需要過多關注分布式進程間協作細節

ZooKeeper 不直接暴露原語，而是，暴露一部分調用方法組成的 API，類似文件系統的 API，支持應用程序實現自己的原語。

ZooKeeper 特性

ZooKeeper 可以保證如下分布式一致性特性：

• 順序一致性：同一個 Client 發起的事務請求，嚴格按照發起順序執行
• 原子性：事務請求，要么應用到所有節點，要么一個節點都沒有應用
• 單一視圖：Client 無論連接到哪個節點，看到的服務端數據都是一致的（Note：不準確，其實是最終一致性）
• 可靠性：事務一旦執行成功，狀態永久保留
• 實時性：事務一旦執行成功，Client 并不能立即看到最新數據，但 ZooKeeper 保證最終一致性

ZooKeeper 設計目標

ZooKeeper 致力于提供高性能、高可用、順序一致性的分布式協調服務，保證數據最終一致性。

目標一：高性能（簡單的數據模型）

采用樹形結構組織數據節點；

全量數據節點，都存儲在內存中；

Follower 和 Observer 直接處理非事務請求；

目標二：高可用（構建集群）

半數以上機器存活，服務就能正常運行

自動進行 Leader 選舉

目標三：順序一致性（事務操作的順序）

每個事務請求，都會轉發給 Leader 處理

每個事務，會分配全局唯一的遞增id（zxid，64位：epoch + 自增 id）

目標四：最終一致性

通過提議投票方式，保證事務提交的可靠性

提議投票方式，只能保證 Client 收到事務提交成功后，半數以上節點能夠看到最新數據

ZooKeeper 出現之前

ZK 出現之前，分布式系統常用兩種方式，實現多進程協作：

分布式鎖管理器

分布式數據庫

ZK 更專注于進程協作，而不提供任何鎖接口和通用的存儲數據接口。（疑問：ZK 也可以提供啊，我們不使用就行了）

應用服務器，常見的 2 種需求：

Master-Slave?Leader 選舉：要求提供Master節點選舉功能

進程響應跟蹤?崩潰檢測：要求提供進程存活狀態的跟蹤

分布式鎖：互斥排它鎖

ZK 為上述 2 種策略提供了基礎 API。

ZooKeeper 不適用的場景：

海量數據存儲：ZK 本質是特殊的 FS，但 ZK 用于存儲元數據，需要單獨存儲應用數據

最后

面試題文檔來啦，內容很多，485頁！

由于筆記的內容太多，沒辦法全部展示出來，下面只截取部分內容展示。有想獲取完整版筆記的朋友，點贊后點擊這里免費領取哦

1111道Java工程師必問面試題

MyBatis 27題 + ZooKeeper 25題 + Dubbo 30題：

Elasticsearch 24 題 +Memcached +?Redis 40題：

Spring 26 題+ 微服務 27題+ Linux 45題：

Java面試題合集：

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的网易资深Java架构师：java数组对象转为list集合的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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