复制

【简单】什么是复制？复制有什么作用？⭐⭐

🎯 目标等级：L2 ｜ ⏱ 建议用时：5 min ｜ 🏷 标签：分布式协同 / 复制基础

💎 关键结论

复制就是把同一份数据存到多台机器上。核心收益就三个：机器挂了系统还能用（可用性）、数据离用户更近（降延迟）、多台机器一起扛读请求（提吞吐）。一切复制技术都是围绕这三点展开的。

⚡记忆卡片

• 口诀：一份数据多处存，可用、低延、高吞吐
• 关键词：多机副本 ／ 可用性 ／ 地理就近 ／ 读扩展
• 链路：数据存多份 → 部分节点故障仍可服务 → 就近部署降低延迟 → 多节点并行读提升吞吐

什么是分布式共识

分布式系统最重要的抽象之一就是共识（consensus）：所有的节点就某一项提议达成一致。

共识问题通常形式化如下：一个或多个节点可以提议（propose） 某些值，而集群中的所有有效节点根据共识算法进行协商，最终决议（decides） 采纳某个节点的提议。

而共识算法必须满足以下性质：

1. 达成一致（Uniform agreement） - 没有两个节点的决定不同。
2. 完整性（Integrity） - 每个节点最多决议一次。
3. 有效性（Validity） - 如果一个节点决定了值 v ，则 v 由某个节点所提议。
4. 终止（Termination） - 由所有未崩溃的节点来最终决议。

什么是分区

分区通常是这样定义的，即每一条数据（或者每条记录，每行或每个文档）只属于某个特定分区。实际上，每个分区都可以视为一个完整的小型数据库，虽然数据库可能存在一些跨分区的操作。

在不同系统中，分区有着不同的称呼，例如它对应于 MongoDB, Elasticsearch 和 SolrCloud 中的 shard, HBase 的 region, Bigtable 中的 tablet, Cassandra 和 Riak 中的 vnode ，以及 Couch base 中的 vBucket。总体而言，分区是最普遍的术语。

特性

📖 内容

• 分布式复制 - 关键词：主从、多主、无主
• 分布式分区 - 关键词：分区再均衡、路由
• 分布式共识 - 关键词：共识、广播、epoch、quorum
• 分布式事务 - 关键词：2PC、3PC、TCC、本地消息表、消息事务
• 分布式锁 - 关键词：互斥、可重入、死锁、容错、自旋尝试
• 分布式 ID - 关键词：UUID、自增序列、雪花算法、Leaf
• 分布式协同面试 💯
• ZooKeeper
  • ZooKeeper 原理 - 关键词：ZooKeeper、ZAB 协议、Watcher、znode、分布式协调
  • ZooKeeper Java Api - 关键词：ZooKeeper、Java API、Curator、Watcher、异步回调
  • ZooKeeper 命令 - 关键词：ZooKeeper、zkCli、四字命令、znode 操作、命令行工具
  • ZooKeeper 运维 - 关键词：ZooKeeper、集群部署、配置管理、性能调优、故障排查
  • ZooKeeper Acl - 关键词：ZooKeeper、ACL、权限控制、访问控制列表、安全认证
  • ZooKeeper 面试 💯

复制主要指通过网络在多台机器上保存相同数据的副本。

复制数据，可能出于各种各样的原因：

• 提高可用性 - 当部分组件出现位障，系统依然可以继续工作，系统依然可以继续工作。
• 降低访问延迟 - 使数据在地理位置上更接近用户。
• 提高读吞吐量 - 扩展至多台机器以同时提供数据访问服务。

复制的模式有以下几种：

• 主从复制 - 所有的写入操作都发送到主节点，由主节点负责将数据更改事件发送到从节点。每个从节点都可以接收读请求，但内容可能是过期值。
• 多主复制 - 系统存在多个主节点，每个都可以接收写请求，客户端将写请求发送到其中的一个主节点上，由该主节点负责将数据更改事件同步到其他主节点和自己的从节点。
• 无主复制 - 系统中不存在主节点，每一个节点都能接受客户端的写请求。接受写请求的副本不会将数据变更同步到其他的副本。此外，读取时从多个节点上并行读取，以此检测和纠正某些过期数据。

为了避免存储在 Zookeeper 上的数据被其他程序或者人为误修改，Zookeeper 提供了 ACL(Access Control Lists) 进行权限控制。

ACL 权限可以针对节点设置相关读写等权限，保障数据安全性。

简介

ZooKeeper 的 ACL（Access Control List，访问控制列表）是一种节点级别的权限控制机制。它不同于传统文件系统的用户/用户组模型，而是采用 scheme:id:permissions 三元组定义访问规则，支持基于密码、IP 等多种认证方式。

ZooKeeper 是 Apache 的顶级项目。ZooKeeper 为分布式应用提供了高效且可靠的分布式协调服务，提供了诸如统一命名服务、配置管理和分布式锁等分布式的基础服务。在解决分布式数据一致性方面，ZooKeeper 并没有直接采用 Paxos 算法，而是采用了名为 ZAB 的一致性协议。

ZooKeeper 主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题，它能提供基于类似于文件系统的目录节点树方式的数据存储。但是 ZooKeeper 并不是用来专门存储数据的，它的作用主要是用来维护和监控存储数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化，从而可以达到基于数据的集群管理。

很多大名鼎鼎的框架都基于 ZooKeeper 来实现分布式高可用，如：Dubbo、Kafka 等。

ZooKeeper 官方支持 Java 和 C 的 Client API。ZooKeeper 社区为大多数语言（.NET，python 等）提供非官方 API。

ZooKeeper 命令用于在 ZooKeeper 服务上执行操作。

简介

ZooKeeper 提供了两类命令行工具：客户端命令和四字命令。客户端命令通过 zkCli.sh（Linux）/ zkCli.cmd（Windows）连接到 ZooKeeper 服务端，对 znode 进行增删改查和监听等操作；四字命令则通过 nc 或 telnet 直接向服务端端口发送短指令，用于运维监控。

ZooKeeper 是 Apache 的顶级项目。ZooKeeper 为分布式应用提供了高效且可靠的分布式协调服务，提供了诸如统一命名服务、配置管理和分布式锁等分布式的基础服务。在解决分布式数据一致性方面，ZooKeeper 并没有直接采用 Paxos 算法，而是采用了名为 ZAB 的一致性协议。

ZooKeeper 主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题，它能提供基于类似于文件系统的目录节点树方式的数据存储。但是 ZooKeeper 并不是用来专门存储数据的，它的作用主要是用来维护和监控存储数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化，从而可以达到基于数据的集群管理。

很多大名鼎鼎的框架都基于 ZooKeeper 来实现分布式高可用，如：Dubbo、Kafka 等。

ZooKeeper 官方支持 Java 和 C 的 Client API。ZooKeeper 社区为大多数语言（.NET，python 等）提供非官方 API。

ZooKeeper 是 Apache 的顶级项目。ZooKeeper 为分布式应用提供了高效且可靠的分布式协调服务，提供了诸如统一命名服务、配置管理和分布式锁等分布式的基础服务。在解决分布式数据一致性方面，ZooKeeper 并没有直接采用 Paxos 算法，而是采用了名为 ZAB 的一致性协议。

ZooKeeper 主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题，它能提供基于类似于文件系统的目录节点树方式的数据存储。但是 ZooKeeper 并不是用来专门存储数据的，它的作用主要是用来维护和监控存储数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化，从而可以达到基于数据的集群管理。

很多大名鼎鼎的框架都基于 ZooKeeper 来实现分布式高可用，如：Dubbo、Kafka 等。

ZooKeeper 官方支持 Java 和 C 的 Client API。ZooKeeper 社区为大多数语言（.NET，python 等）提供非官方 API。