1、请简述Zookeeper的选举机制
假设有五台服务器组成的zookeeper集群，它们的id从1-5，同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据，在存放数据量这一点上，都是一样的。 假设这些服务器依序启动，来看看会发生什么。
- 服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报没有任何响应，所以它的选举状态一直是LOOKING状态。
- 服务器2启动，它与最开始启动的服务器1进行通信，互相交换自己的选举结果，由于两者都没有历史数据，所以id值较大的服务器2胜出， 但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3)，所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。
- 服务器3启动，根据前面的理论分析，服务器3成为服务器1、2、3中的Leader，而与上面不同的是，此时有三台服务器选举了它， 所以它成为了这次选举的Leader。
- 服务器4启动，根据前面的分析，理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的，但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3， 所以它成为Follower。
- 服务器5启动，同4一样成为Follower。
注意，如果按照5,4,3,2,1的顺序启动，那么5将成为Leader，因为在满足半数条件后，ZooKeeper集群启动，5的Id最大，被选举为Leader。
2、客户端如何正确处理CONNECTIONLOSS(连接断开) 和 SESSIONEXPIRED(Session 过期)两类连接异常？
在ZooKeeper中，服务器和客户端之间维持的是一个长连接，在 SESSION_TIMEOUT 时间内，服务器会确定客户端是否正常连接(客户端会定时向服务器发送 heart_beat),服务器重置下次SESSION_TIMEOUT时间。因此，在正常情况下，Session一直有效，并且zk集群所有机器上都保存这个Session信息。在出现问题的情况下， 客户端与服务器之间连接断了（客户端所连接的那台zk机器挂了，或是其它原因的网络闪断），这个时候客户端会主动在地址列表（初始化的时候传入构造方法的那个 参数connectString）中选择新的地址进行连接。
以上即为服务器与客户端之间维持长连接的过程，在这个过程中，用户可能会看到两类异常CONNECTIONLOSS(连接断开) 和SESSIONEXPIRED(Session 过期)。
发生CONNECTIONLOSS后，此时用户不需要关心我的会话是否可用，应用所要做的就是等待客户端帮我们自动连接上新的zk机器，一旦成功连接上新的zk机器后， 确认之前的操作是否执行成功了 。
3、一个客户端修改了某个节点的数据，其他客户端能够马上获取到这个最新数据吗？
ZooKeeper不能确保任何客户端能够获取（即Read Request）到一样的数据，除非客户端自己要求，方法是客户端在获取数据之前调用 org.apache.zookeeper.AsyncCallbac k.VoidCallback, java.lang.Object) sync。
通常情况下（这里所说的通常情况满足：1. 对获取的数据是否是最新版本不敏感，2. 一个客户端修改了数据，其它客户端是否需要立即能够获取最新数据）， 可以不关心这点。
在其它情况下，最清晰的场景是这样：ZK客户端A对 /my_test 的内容从 v1->v2, 但是ZK客户端B对 /my_test 的内容获取，依然得到的是 v1. 请注意， 这个是实际存在的现象，当然延时很短。解决的方法是客户端B先调用 sync(), 再调用 getData() 。
4、ZooKeeper对节点的watch监听是永久的吗？为什么？
不是。官方声明：一个Watch事件是一个一次性的触发器，当被设置了Watch的数据发生了改变的时候，则服务器将这个改变发送给设置了Watch的客户端， 以便通知它们。
为什么不是永久的，举个例子，如果服务端变动频繁，而监听的客户端很多情况下，每次变动都要通知到所有的客户端，这太消耗性能了。
一般是客户端执行getData(“/节点A”,true)，如果节点A发生了变更或删除，客户端会得到它的watch事件，但是在之后节点A又发生了变更， 而客户端又没有设置watch事件，就不再给客户端发送。
在实际应用中，很多情况下，我们的客户端不需要知道服务端的每一次变动，我只要最新的数据即可。
5、ZooKeeper中使用watch的注意事项有哪些？
使用watch需要注意的几点：
- Watches通知是一次性的，必须重复注册。
- 发生CONNECTIONLOSS之后，只要在session_timeout之内再次连接上（即不发生SESSIONEXPIRED），那么这个连接注册的watches依然在。
- 节点数据的版本变化会触发NodeDataChanged，注意，这里特意说明了是版本变化。存在这样的情况，只要成功执行了setData()方法， 无论内容是否和之前一致，都会触发NodeDataChanged。
- 对某个节点注册了watch，但是节点被删除了，那么注册在这个节点上的watches都会被移除。
- 同一个zk客户端对某一个节点注册相同的watch，只会收到一次通知。
- Watcher对象只会保存在客户端，不会传递到服务端。
6、能否收到每次节点变化的通知？
如果节点数据的更新频率很高的话，不能。
原因在于：当一次数据修改，通知客户端，客户端再次注册watch，在这个过程中，可能数据已经发生了许多次数据修改，因此， 千万不要做这样的测试：”数据被修改了n次，一定会收到n次通知”来测试server是否正常工作。
7、能否为临时节点创建子节点？
ZooKeeper中不能为临时节点创建子节点，如果需要创建子节点，应该将要创建子节点的节点创建为永久性节点。
8、是否可以拒绝单个IP对ZooKeeper的访问？
如何实现？ZK本身不提供这样的功能，它仅仅提供了对单个IP的连接数的限制。你可以通过修改iptables来实现对单个ip的限制。
9、创建的临时节点什么时候会被删除，是连接一断就删除吗？
延时是多少？连接断了之后，ZK不会马上移除临时数据，只有当SESSIONEXPIRED之后，才会把这个会话建立的临时数据移除。因此， 用户需要谨慎设置Session_TimeOut。
10、ZooKeeper是否支持动态进行机器扩容？如果目前不支持，那么要如何扩容呢？
Zookeeper中的动态扩容其实就是水平扩容，Zookeeper对这方面的支持不太好，目前有两种方式：
- 全部重启：关闭所有Zookeeper服务，修改配置之后启动，不影响之前客户端的会话。
- 逐个重启：这是比较常用的方式。
11、ZooKeeper集群中服务器之间是怎样通信的？
Leader服务器会和每一个Follower/Observer服务器都建立TCP连接，同时为每个F/O都创建一个叫做LearnerHandler的实体。 LearnerHandler主要负责Leader和F/O之间的网络通讯，包括数据同步，请求转发和Proposal提议的投票等。Leader服务器保存了所有F/O的LearnerHandler。
12、ZooKeeper是否会自动进行日志清理？
如何进行日志清理？zk自己不会进行日志清理，需要运维人员进行日志清理。
13、谈谈你对ZooKeeper的理解？
Zookeeper 作为一个分布式的服务框架，主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题。ZooKeeper提供的服务包括：分布式消息同步和协调机制、 服务器节点动态上下线、统一配置管理、负载均衡、集群管理等。
Zookeeper提供基于类似于Linux文件系统的目录节点树方式的数据存储，即分层命名空间。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你存储的数据的状态变化，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，ZooKeeper节点的数据上限是1MB。
我们可以认为Zookeeper=文件系统+通知机制，对于ZooKeeper的数据结构，每个子目录项如 NameService 都被称作为 znode，这个 znode 是被它所在的 路径唯一标识，如 Server1 这个 znode 的标识为 /NameService/Server1；
- znode 可以有子节点目录，并且每个 znode 可以存储数据，注意 EPHEMERAL 类型的目录节点不能有子节点目录(因为它是临时节点)；
- znode 是有版本的，每个 znode 中存储的数据可以有多个版本，也就是一个访问路径中可以存储多份数据；
- znode 可以是临时节点，一旦创建这个 znode 的客户端与服务器失去联系，这个 znode 也将自动删除，Zookeeper 的客户端和服务器通信采用长连接方式， 每个客户端和服务器通过心跳来保持连接，这个连接状态称为 session，如果 znode 是临时节点，这个 session 失效，znode 也就删除了；
- znode 的目录名可以自动编号，如 App1 已经存在，再创建的话，将会自动命名为 App2；
- znode 可以被监控，包括这个目录节点中存储的数据的修改，子节点目录的变化等，一旦变化可以通知设置监控的客户端，这个是 Zookeeper 的核心特性， Zookeeper 的很多功能都是基于这个特性实现的，后面在典型的应用场景中会有实例介绍。
14、ZooKeeper节点类型？
- Znode有两种类型：
- 短暂（ephemeral）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自己删除。
- 持久（persistent）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点不删除。
- Znode有四种形式的目录节点（默认是persistent ）
- 持久化目录节点（PERSISTENT） 客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在。
- 持久化顺序编号目录节点（PERSISTENT_SEQUENTIAL） 客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在， 只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
- 临时目录节点（EPHEMERAL） 客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除。
- 临时顺序编号目录节点（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
15、请说明ZooKeeper的通知机制？
ZooKeeper选择了基于通知（notification）的机制，即：客户端向ZooKeeper注册需要接受通知的znode，通过znode设置监控点（watch）来接受通知。 监视点是一个单次触发的操作，意即监视点会触发一个通知。为了接收多个通知，客户端必须在每次通知后设置一个新的监视点。在下图阐述的情况下， 当节点/task发生变化时，客户端会受到一个通知，并从ZooKeeper读取一个新值。
16、ZooKeeper的监听原理是什么？
在应用程序中，mian()方法首先会创建zkClient，创建zkClient的同时就会产生两个进程，即Listener进程（监听进程）和 connect进程（网络连接/传输进程），当zkClient调用getChildren()等方法注册监视器时，connect进程向ZooKeeper注册监听器， 注册后的监听器位于ZooKeeper的监听器列表中，监听器列表中记录了zkClient的IP，端口号以及要监控的路径，一旦目标文件发生变化， ZooKeeper就会把这条消息发送给对应的zkClient的Listener()进程，Listener进程接收到后，就会执行process()方法， 在process()方法中针对发生的事件进行处理。
17、请说明ZooKeeper使用到的各个端口的作用？
- 2888：Follower与Leader交换信息的端口。
- 3888：万一集群中的Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。
18、ZooKeeper的部署方式有哪几种？集群中的角色有哪些？集群最少需要几台机器？
ZooKeeper的部署方式有单机模式和集群模式，集群中的角色有Leader和Follower，集群最少3（2N+1）台，根据选举算法，应保证奇数。
19、ZooKeeper集群如果有3台机器，挂掉一台是否还能工作？挂掉两台呢？
对于ZooKeeper集群，过半存活即可使用。
20、ZooKeeper使用的ZAB协议与Paxo算法的异同？
Paxos算法是分布式选举算法，Zookeeper使用的 ZAB协议（Zookeeper原子广播），两者的异同如下：
- 相同之处：比如都有一个Leader，用来协调N个Follower的运行；Leader要等待超半数的Follower做出正确反馈之后才进行提案； 二者都有一个值来代表Leader的周期。
- 不同之处：ZAB用来构建高可用的分布式数据主备系统（Zookeeper），Paxos是用来构建分布式一致性状态机系统。
21、请谈谈对ZooKeeper对事务性的支持？
ZooKeeper对于事务性的支持主要依赖于四个函数，zoo_create_op_init， zoo_delete_op_init， zoo_set_op_init以及zoo_check_op_init。 每一个函数都会在客户端初始化一个operation，客户端程序有义务保留这些operations。当准备好一个事务中的所有操作后，可以使用zoo_multi来提交所有的操作， 由zookeeper服务来保证这一系列操作的原子性。也就是说只要其中有一个操作失败了，相当于此次提交的任何一个操作都没有对服务端的数据造成影响。 Zoo_multi的返回值是第一个失败操作的状态信号。