[1]. 介绍一下ZooKeeper
ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务,核心功能是通过树形数据模型(ZNode)和Watch机制,解决分布式系统的一致性问题。
它使用ZAB协议保障数据一致性,典型场景包括分布式锁、配置管理和服务注册发现、集群管理等。
ZooKeeper通常以集群的方式部署,由多个ZooKeeper服务器组成。集群中有一个领导者服务器,负责处理客户端的写请求,并将数据同步到其他服务器;其他服务器是追随者,负责处理客户端的读请求。
[2]. ZAB协议
ZAB协议是一种基于Paxos算法的改进协议,专门为ZooKeeper这种分布式协调服务而设计,保证了在ZooKeeper集群中,数据变更能够以原子性和顺序性广播到所有节点,从而实现最终一致性。
ZAB协议主要有两种模式:消息广播模式和崩溃恢复模式。
在消息广播模式下,Leader接收到客户端的写请求后,会将这个请求封装成一个Proposal广播给所有Follower。Follower收到Proposal后,写入本地事务日志,并向Leader发送ACK确认。当Leader收到超过半数的Follower的ACK后,就认为这个Proposal已经提交,然后Leader会向所有Follower发送Commit命令。
在崩溃恢复模式下,集群会进行Leader选举,选出一个新的Leader,然后新的Leader会从事务日志中恢复数据,并确保所有节点的数据保持一致。
[3]. ZooKeeper的选举机制
ZooKeeper使用一种Leader选举机制来保证集群的高可用性。
当集群启动或Leader服务器发生故障时,就会触发选举。选举过程中,每个服务器都会将自己作为候选Leader进行投票,投票信息包括服务器ID和事务ID(zxid)。
服务器会将自己的投票广播给其他服务器,并接收其他服务器的投票。在接收到投票后,如果发现收到的投票信息中的zxid比自己的大,或者zxid相同但服务器ID比自己的大,则更新自己的投票信息。
最后,每个服务器统计收到的投票信息,如果某个服务器收到了超过半数服务器的投票,则该服务器成为新的Leader。选举过程中,zxid最大的服务器会被优先选为Leader,如果多个服务器的zxid相同,则服务器ID较大的服务器会被选为Leader。
[4]. Memcached的缓存机制
Memcached是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用于加速动态Web应用程序。
Memcached使用哈希表来存储键值对,并使用slab分配机制来管理内存。当Memcached的内存空间不足时,会使用LRU算法来淘汰最近最少使用的数据。
在分布式缓存方面,Memcached通常使用一致性哈希算法来实现数据的分片。
Memcached具有高性能、简单易用、可扩展性强等优点,但同时也存在无持久化机制和内存限制等缺点。
[5]. 基本数据类型和包装类的区别
基本数据类型存储在栈中,效率高,占用内存少;包装类存储在堆中,需要更多的内存。
基本数据类型功能简单,只能进行基本运算;包装类提供了丰富的方法,方便操作。
基本数据类型主要用于数值运算等场景;包装类通常用于需要对象的地方,比如集合框架,或者需要使用包装类提供的方法,以及进行类型转换等。