Zookeeper的通信架构

Client与Follower之间

Client与Follower之间采用NIO的通信方式。当client需要与Zookeeper service打交道时，首先读取配置文件确定集群内的所有server列表，按照一定的load balance算法选取一个Follower作为一个通信目标。这样client和Follower之间就有了一条由NIO模式构成的通信通道。这条通道会一直保持到client关闭session或者因为client或Follower任一方因某种原因异常中断通信连接。正常情况下, client与Follower在没有请求发起的时候都有心跳检测。

 

 Follower与leader之间

Follower与leader之间的通信主要是因为Follower接收到像（create, delete, setData, setACL, createSession, closeSession, sync）这样一些需要让leader来协调最终结果的命令，将会导致Follower与leader之间产生通信。由于leader与Follower之间的关系式一对多的关系，非常适合client/server模式，因此他们之间是采用c/s模式，由leader创建一个socket server，监听各Follower的协调请求。

 集群在选择leader过程中

系统默认提供了3种选择算法，AuthFastLeaderElection，FastLeaderElection，LeaderElection。其中AuthFastLeaderElection和LeaderElection采用UDP模式进行通信，而FastLeaderElection仍然采用tcp/ip模式。

Zookeeper的通信流程

Session创建

当启动一个Zookeeper client的时候，首先按照一定的算法查找出follower, 然后与Follower建立起NIO连接。当连接建立好后，发送create session的命令。当server收到create session命令，先从本地的session列表中查找看是否已经存在有相同sessionId，则关闭原session重新创建新的session。创建session的过程将需要发送到Leader，再由leader通知其他follower，大部分Follower都将此操作记录到本地日志再通知leader后，leader发送commit命令给所有Follower，连接客户端的Follower返回创建成功的session响应。

 Zookeeper查询命令

Zookeeper查询命令主要用来查询服务器端的数据，不会更改服务器端的数据。所有的查询命令都可以即刻从client连接的server立即返回，不需要leader进行协调。查询命令包括以下这些命令：

1. exists:判断指定path的node是否存在，如果存在则返回true，否则返回false.
2. getData:从指定path获取该node的数据
3. getACL:获取指定path的ACL。
4. getChildren:获取指定path的node的所有孩子结点。

所有的查询命令都可以设置watcher，通过它来跟踪指定path的数据变化。一旦指定的数据发生变化（create,delete,modified,children_changed，setData,setACL），Watcher监听器被触发服务器，服务端会数据变化通知给客户端，一次性失效。

Zookeeper修改命令

Zookeeper修改命令主要是用来修改节点数据或结构，或者权限信息。任何修改命令都需要提交到leader进行协调，协调完成后才返回。修改命令主要包括：

1.  createSession：请求server创建一个session
2.  create：创建一个节点
3. delete：删除一个节点
4. setData：修改一个节点的数据
5. setACL：修改一个节点的ACL
6. closeSession：请求server关闭session

任何修改命令都需要leader协调。 在leader的协调过程中，需要3次leader与Follower之间的来回请求响应，并且在此过程中还会涉及事务日志的记录。