Zookeeper提供了数据的发布/订阅功能，多个订阅者可同时监听某一特定主题对象，当该主题对象的自身状态发生变化时(例如节点内容改变、节点下的子节点列表改变等)，会实时、主动通知所有订阅者。

Zookeeper采用了Watcher机制实现数据的发布/订阅功能。该机制在被订阅对象发生变化时会异步通知客户端，因此客户端不必在Watcher注册后轮询阻塞，从而减轻了客户端压力。

Watcher机制实际上与观察者模式类似，也可看作是一种观察者模式在分布式场景下的实现方式。

watcher架构

Watcher实现由三个部分组成：

• Zookeeper服务端；
• Zookeeper客户端；
• 客户端的ZKWatchManager对象；

客户端首先将Watcher注册到服务端，同时将Watcher对象保存到客户端的Watch管理器中。当ZooKeeper服务端监听的数据状态发生变化时，服务端会主动通知客户端，接着客户端的Watch管理器会触发相关Watcher来回调相应处理逻辑，从而完成整体的数据发布/订阅流程。

Watcher特性

Watcher接口设计

Watcher是一个接口，任何实现了Watcher接口的类就是一个新的Watcher。Watcher内部包含了两个枚举类：KeeperState、EventType。

Watcher通知状态(KeeperState)

KeeperState是客户端与服务端连接状态发生变化时对应的通知类型。路径为
org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState，是一个枚举类，其枚举属性如下；

Watcher事件类型(EventType)

EventType是数据节点(znode)发生变化时对应的通知类型。EventType变化时KeeperState永远处于SyncConnected通知状态下；当KeeperState发生变化时，EventType永远为None。其路径为
org.apache.zookeeper.Watcher.Event.EventType，是一个枚举类，枚举属性如下；

注：客户端接收到的相关事件通知中只包含状态及类型等信息，不包括节点变化前后的具体内容，变化前的数据需业务自身存储，变化后的数据需调用get等方法重新获取；

Watcher注册及通知流程

• 客户端Watcher管理器：ZKWatchManager数据结构

//ZKWatchManager维护了三个map，key代表数据节点的绝对路径，value代表注册在当前节点上的watcher集合

//代表节点上内容数据、状态信息变更相关监听
private final Map<String, Set<Watcher>> dataWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

//代表节点变更相关监听
private final Map<String, Set<Watcher>> existWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

//代表节点子列表变更相关监听
private final Map<String, Set<Watcher>> childWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

服务端Watcher管理器：WatchManager数据结构

//WatchManager维护了两个map
//说明：WatchManager中的Watcher对象不是客户端用户定义的Watcher，
//     而是服务端中实现了Watcher接口的ServerCnxn抽象类，
//     该抽象类代表了一个客户端与服务端的连接

//key代表数据节点路径，value代表客户端连接的集合，该map作用为：
//通过一个指定znode路径可找到其映射的所有客户端，当znode发生变更时
//可快速通知所有注册了当前Watcher的客户端
private final HashMap<String, HashSet<Watcher>> watchTable =
    new HashMap<String, HashSet<Watcher>>();

//key代表一个客户端与服务端的连接，value代表当前客户端监听的所有数据节点路径
//该map作用为：当一个连接彻底断开时，可快速找到当前连接对应的所有
//注册了监听的节点，以便移除当前客户端对节点的Watcher
private final HashMap<Watcher, HashSet<String>> watch2Paths =
    new HashMap<Watcher, HashSet<String>>();

Watcher注册流程

//Packet对象构造函数
//参数含义：请求头、响应头、请求体、响应体、Watcher封装的注册体、是否允许只读
Packet(RequestHeader requestHeader, ReplyHeader replyHeader,
               Record request, Record response,
               WatchRegistration watchRegistration, boolean readOnly) {

            this.requestHeader = requestHeader;
            this.replyHeader = replyHeader;
            this.request = request;
            this.response = response;
            this.readOnly = readOnly;
            this.watchRegistration = watchRegistration;
        }

1. 客户端发送的请求中只包含是否需要注册Watcher，不会将Watcher实体发送；
2. Packet构造函数中的参数WatchRegistration是Watcher的封装体，用于服务响应成功后将Watcher保存到ZKWatchManager中；

Watcher通知流程

结束