之前只理解zk可以做命名，配置服務，現在學習下他怎麼用作選舉和鎖，進一步還可構建master－slave模式的分散式系統。

為什麼叫Zoo？“因為要協調的分散式系統是一個動物園”。

ZooKeeper是一箇中性化的Service，用於管理配置資訊、命名、提供分散式同步，還能組合Service。所有這些種類的Service都會在分散式應用程式中使用到。每次編寫這些Service都會涉及大量的修bug和競爭情況。正因為這種編寫這些Service有一定難度，所以通常都會忽視它們，這就使得在應用程式有變化時變得難以管理應用程式。即使處理得當，實現這些服務的不同方法也會使得部署應用程式變得難以管理。

下邊程式碼是參考文獻的java版本，通過service來協調各個獨立的PHP指令碼，並讓它們同意某個成為Leader（所以稱作Leader選舉）。當Leader退出（或崩潰）時，worker可檢測到並再選出新的leader。通過這種方式即可理解一般的master－slave結構分散式系統是如何實現如何排程的，zk是個好東西。

首先需要了解建立節點的模式：

PERSISTENT：持久化目錄節點，這個目錄節點儲存的資料不會丟失；

PERSISTENT_SEQUENTIAL：順序自動編號的目錄節點，這種目 錄節點會根據當前已近存在的節點數自動加 1，然後返回給客戶端已經成功建立的目錄節點名；

EPHEMERAL：臨時目錄節點，一旦建立這個節點的客戶端與伺服器埠也就是 session 超時，這種節點會被自動刪除；

EPHEMERAL_SEQUENTIAL：臨時自動編號節點。

臨時節點在leader選舉、鎖服務中起著非常重要的作用。 

一、選舉

程式邏輯：

1）首先建立根節點/cluster，並建立自身子節點，以 /cluster/w- 為字首，使用臨時自動編號節點模式建立節點

2）獲取/cluster的所有子節點並排序，當發現自身是第一個節點時，則自我選舉為leader，否則認定為follower

3）註冊監聽事件，當/cluster裡前一個節點有變動時，回到2）

這樣，便實現了自動選舉，當有節點在timeout時段後不可用時，自動產生新的leader，也可根據當前節點數進行預警。

package zookeeper;

import org.apache.zookeeper.*;

import java.io.IOException;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 *
 * 
 
@author guanpu
 *         Date: 14-10-22
 *         Time: 下午5:11
 *         To change this template use File | Settings | File Templates.
 */
public class Worker extends ZooKeeper implements Runnable, Watcher {
    public static final String NODE_NAME = "/cluster";
    public String znode;
    private boolean leader;

    public Worker(String connectString, int sessionTimeout, Watcher watcher) throws IOException {
        super(connectString, sessionTimeout, watcher);
    }

    public boolean register() throws InterruptedException, KeeperException {
        if (this.exists(NODE_NAME, null) == null) {
            this.create(NODE_NAME, "test".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,
                    CreateMode.PERSISTENT);
        }
        znode = this.create(NODE_NAME + "/w-", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,
                CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
        znode = znode.replace(NODE_NAME + "/", "");
        String node = watchPrevious();
        if (node.equals(znode)) {
            System.out.println("nobody here ,i am leader");
            leader = true;
        } else {
            System.out.println("i am watching");
        }
        return true;
    }

    private String watchPrevious() throws InterruptedException, KeeperException {
        List<String> works = this.getChildren(NODE_NAME, this);
        Collections.sort(works);
        System.out.println(works);
        int i = 0;
        for (String work : works) {
            if (znode.equals(work)) {
                if (i > 0) {
                   //this.getData(NODE_NAME + "/" + works.get(i - 1), this, null);
                    return works.get(i - 1);
                }
                return works.get(0);
            }
        }
        return "";

    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            this.register();
        } catch (InterruptedException e) {
        } catch (KeeperException e) {
        }
        while (true) {
            try {
                if (leader) {
                    System.out.println("leading");
                } else {
                    System.out.println("following");
                }
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            String hostPort = "10.16.73.22,10.16.73.12,10.16.73.13";
            new Thread(new Worker(hostPort, 3000, null)).start();
        } catch (IOException e) {
        }
    }


    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
        String t = String.format("hello event! type=%s, stat=%s, path=%s", event.getType(), event.getState(), event.getPath());
        System.out.println(t);
        System.out.println("hello ,my cluster id is :"+znode);
        String node = "";
        try {
            node = this.watchPrevious();
        } catch (InterruptedException e) {
        } catch (KeeperException e) {
        }

        if (node.equals(znode)) {
            System.out.println("process: nobody here ,i am leader");
            leader = true;
        } else {
            System.out.println("process: i am watching");
        }
    }
}

 啟動至少三個終端，模擬Leader崩潰的情形。使用Ctrl+c或其他方法退出第一個指令碼。剛開始不會有任何變化，worker可以繼續工作。後來，ZooKeeper會發現超時，並選舉出新的leader。

php移植到java有兩個問題，第一個是watcher註冊，第一次父類初始化未完成時不能呼叫自身作為watcher，會報一次watcher呼叫空指標。

第二個問題：

 this.getData(NODE_NAME + "/" + works.get(i - 1), this, null);

這個不生效，看方法註釋是當改動和移除節點時，觸發watcher的process，但實驗中並未觸發，在java裡系統的自動刪除並不歸類在這兩個操作之內？

php版本的是正常的，作為遺留問題。為了程式正常執行，更改為 List<String> works = this.getChildren(NODE_NAME, this);   當子節點有變動時執行process方法。  但這樣會導致從眾效應，當叢集伺服器眾多且頻寬延時較大時候會很明顯，leader的狀態變化會引起所有follower的變化，follower之一短連，也會導致整個叢集去響應這個變化。

二、鎖 

加鎖：

1）zk呼叫create()方法建立一個路徑格式為"_locknode_/lock-"的節點，型別為sequence和ephemeral，臨時節點且順序編號

2）在建立的鎖節點上呼叫getChildren()方法，以獲取鎖目錄下最小編號節點，且不設定watch

3）如果步驟2獲得的節點是步驟1建立的節點，那麼客戶端獲得鎖，然後退出操作

4）客戶端在鎖目錄上呼叫exists()方法，設定watch來監視鎖目錄下序號相對自己小的連續臨時節點的狀態

5）監視節點狀態發生變化，則跳到步驟2，繼續後續操作，直到退出鎖競爭。

解鎖：

將加鎖操作步驟1中建立的臨時節點刪除即可。