Apache ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，为分布式应用提供一致性服务。它是一个为分布式应用提供分布式锁、配置维护、组服务、分布式同步和命名注册等服务的工具。
核心概念
集群角色：
Leader：负责处理所有的事务请求（写请求），并协调更新操作。
Follower：处理客户端的非事务请求（读请求），并在事务请求时转发给Leader。
Observer：与Follower类似，但不参与投票过程，用于扩展系统读取能力。
数据模型：
ZooKeeper的数据模型类似于文件系统，是一个树形结构，每个节点称为一个ZNode。
ZNode可以存储数据，也可以作为其他ZNode的父节点。
会话（Session）：
客户端与ZooKeeper服务器的连接称为会话。会话通过心跳机制维持，如果心跳在超时时间内没有到达服务器，会话会被关闭。
Watcher（监视器）：
ZooKeeper允许客户端在ZNode上设置Watcher，当ZNode的状态发生变化时，会触发Watcher通知客户端。
特点
简单数据结构：
ZooKeeper的数据模型类似于文件系统，易于理解和使用。
强一致性：
ZooKeeper提供了强一致性的保证，这意味着一旦一个更新操作被应用，所有客户端都会看到同样的状态。
可靠性：
ZooKeeper能够在集群中的一部分服务器失败时继续工作。
顺序访问：
ZooKeeper为每个更新操作提供了一个唯一的递增编号，这可以用来实现分布式锁或同步机制。
高性能：
ZooKeeper设计用于高吞吐量的场景，能够处理大量的客户端请求。
工作原理
Leader选举：
当ZooKeeper集群启动时，会选举出一个Leader服务器。Leader负责处理所有的写操作请求，并将操作日志同步到Follower服务器。
数据同步：
Follower服务器从Leader接收数据更新，并在本地应用这些更新，以确保集群中的数据一致性。
客户端交互：
客户端连接到ZooKeeper集群中的任何一个服务器。读请求可以在任何服务器上处理，但写请求必须转发到Leader。
Watcher通知：
当客户端设置Watcher时，如果相应的znode发生变化，ZooKeeper会通知客户端。
使用场景
配置管理：
在分布式系统中，ZooKeeper可以用来集中管理配置信息。
命名服务：
ZooKeeper可以提供分布式系统中的唯一命名服务。
分布式锁：
ZooKeeper可以用来实现分布式锁，协调多个客户端对共享资源的访问。
集群管理：
ZooKeeper可以用来管理集群的状态，例如监控集群中节点的加入和离开。
Leader选举：
ZooKeeper可以用来在分布式系统中选举出一个Leader节点。
结语
ZooKeeper是一个用于构建分布式应用的强大工具，它通过提供协调服务来简化分布式系统中的复杂问题。由于其高可用性、一致性和可靠性，ZooKeeper被广泛用于各种分布式系统和大数据技术中，如Hadoop、HBase和Kafka。ZooKeeper的设计使其成为处理分布式协调问题的首选解决方案之一。