一、什么是zookeeper
ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
简单来说，zookeeper = 文件系统 + 监听通知机制
二、文件系统
zookeeper有着与linux类似的文件系统，区别是，linux的目录就是目录，文件就是文件。而zookeeper中只有一个znode概念，本身可以做为“文件”存储一定的数据，又可以做为“目录”存在。
/* +---+ |/ | +-+-+ | | +------+ +--|config| | +--+---+ | | +-----+ | +-----|ip | | | +-----+ | | +-----+ | +-----|port | | +-----+ | | +------+ +--|apps | +--+---+ | +-----+ +-----|app1 | | +-----+ | +-----+ +-----|app2 | +-----+ */
znode共分为四种：
1、PERSISTENT-持久化目录节点
此节点在客户端与zookeeper断开连接之后，依然存在，需要主动删除。
2、PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久化顺序编号目录节点
同样地，此类节点也是需要主动删除，不会随着客户端的断开连接而删除。与PERSISTENT不同的是，zookeeper会给此类节点进行编号。如：app0000003362。0000003362为zookeeper给的编号，自动递增。由于此编号是一个有符号整形（4字节），当它超过2147483647时，将会溢出。
3、EPHEMERAL-临时目录节点
与PERSISTENT不同的是，此类节点会在客户端与zookeeper断开连接之后被删除。由于其生命周期与连接有关，所以其不可以有子节点。
4、EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序编号目录节点
与PERSISTENT_SEQUENTIAL类似拥有zookeeper的自动编号，区别是会在客户端与zookeeper断开连接之后被删除，且不可以有子节点。
值得注意的是，同路径下，同名znode只能被创建一次。且每个znode最多只可以存储1M数据。
三、监听通知机制
客户端注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化（数据改变、被删除、子目录节点增加删除）时，zookeeper会通知客户端。
四、 实际应用
基于文件系统与监听通知机制，zookeeper有诸多应用场景。
1、命名服务（基于文件系统）
名称在所有计算机系统中起着重要的作用，它们用来共享资源，唯一标识实体，指向位置等。命名的对象可以有多种类型，而且可被一些不同的服务来访问。命名服务器可根据给定的名字来进行资源或对象的地址定位，并获取有关的属性信息。（百度百科）
简单来说，就是通过名字来获取对应资源/服务地址。利用znode的唯一性，可以创建一个全局节点，将对应的信息记录在znode中。需要使用对应资源的服务直接获取此节点的信息即可。
2、配置管理（基于文件系统与监听通知机制）
服务有自己的配置，而同一个服务可多点部署。如果采用配置文件的形式，在修改配置的时候，需要同步文件至所有机器，再通知程度动态加载，或者直接重启。若存在这种情况，整个后台存在一份共享配置（路由信息等），而在一次修改中，只需要同步到某个服务（扩容、增加下游节点等）。长久之后，会出现不同服务的配置不同的情况（虽然对于他们自己所使用的部门是最新的）。此时可以通过配置中心来解决此类问题，所有配置都从配置中心中读取，统一管理。
自己实现配置中心毕竟是有代价。而利用zookeeper，完全可以实现配置中心的功能。将对应信息存储到对应的znode中，服务只需要监听自己关心的配置（znode）。一旦znode发生变化，利用watcher通知所有监听此znode的客户端（对于zookeeper而言，服务是他的客户端），从而更新配置。
3、集群管理（基于文件系统与监听通知机制）
当一个服务部署成集群的时候，就会有两个问题：机器的加入与退出，master的选举。可以在zookeeper里创建一个持久化znode A，然后让本集群所有的服务在A下创建临时znode B，需要知道此集群的服务监听A。当新机器加入时，创建新的B，旧机器离开（宕机、缩容等）时，自动删除B。不管是创建，还是删除，A都发生了变化，利用watcher通知所有监听者。于是大家都知道本集群的情况了。
对于master选举，同样也可以在zookeeper里创建一个持久化znode C，而后所有服务在C里创建临时顺序编号目录节点。每次选择编号最大或者最小的做为master。由于临时顺序编号目录节点的编号是自增的，若选择最大的做为master，当有新机器加入时，新机器就会成为master。而选择最小编号做为master，只要其不退出（znode没删），就不会产生切换master的情况，对数据来说是最安全的。
4、分布式锁（基于文件系统与监听通知机制）
有一个程序，有两个线程，都对相同变量进行100w次++操作。未加锁的情况下，得到的结果并不是200w。同样，在一个集群中，如果同时修改相同资源，也会出现相互覆盖的情况。此时，需要使用到分布式锁来处理此类问题。要开始修改此资源之前，先获取锁。获取成功之后才可以进行修改操作。由于zookeeper中，znode的唯一性，可以利用它来实现分布式锁服务。需要获取锁时，在指定路径下创建znode（非自动编号），需要释放时，删除此znode。若创建失败，则认为当前已有其它服务抢到了锁。
若创建的是非自动编号的znode，会有一个问题。每次都是集群中所有服务竞争同一把锁，会出现一个服务抢到多次，而其它服务一次都不成功的情况。此时可以将其修改为自动编号的znode，并监听对应父znode。每次需要锁时，创建一个自动编号的znode。若自己创建的znode在所有znode中编号最小，则认为自己抢到了锁。解锁（删除znode）之后，又会通知整个集群。这样不仅实现了分布式锁，而且人人有份，有序进行。
五、参考链接
https://blog.csdn.net/u010963948/article/details/83381757
https://www.cnblogs.com/lfs2640666960/p/11104838.html
https://blog.csdn.net/java_66666/article/details/81015302
https://blog.csdn.net/chunqiu3351/article/details/100762270
https://www.jianshu.com/p/d4fb16fafc2e
http://zookeeper.apache.org/doc/r3.3.3/zookeeperProgrammers.html