Apache ZooKeeper

Apache ZooKeeperは、Apacheソフトウェア財団が開発するオープンソースのプロジェクトで、大規模な分散システムにおいて、設定情報の集中管理や名前付けといったサービスを提供するためのソフトウェアです。元々はHadoopのサブプロジェクトとしてスタートしましたが、現在は独立したトップレベルプロジェクトとして、その重要性を増しています。

ZooKeeperのアーキテクチャ

ZooKeeperは、高可用性を実現するために、冗長化されたサービスを提供しています。クライアントからのリクエストは、複数のZooKeeperノードのいずれかに送信されます。もしあるノードへのアクセスが失敗した場合でも、クライアントは別のノードにリクエストを再送信できます。これにより、システム全体の可用性を高めることができます。

データ更新は、常に一つのマスターノードによって行われます。この仕組みにより、データが複数のノード間で矛盾する事態を防ぎ、一貫性を保つことができます。ただし、マスターノードが更新している間は、クライアントが最新のデータを受信できない可能性があることに注意が必要です。マスターノードに障害が発生した場合には、各ノード間でリーダー選出が行われ、新たなマスターノードが自動的に選出されます。

ZooKeeperは、データを階層的な名前空間に格納します。これは、ファイルシステムやトライ木のようなデータ構造と似ており、クライアントは、この構造内のノードに対して読み書き操作を行うことで、設定情報の共有やその他のサービスを利用できます。

典型的な用途

ZooKeeperは、以下のような多様な用途で利用されています。

ディレクトリサービス: 分散システム内のサービスやリソースを名前空間で管理し、効率的に参照できるようにします。
構成管理: アプリケーションの設定情報を集中管理し、変更をリアルタイムに伝播させることができます。
同期: 分散環境におけるプロセス間の同期を実現するためのメカニズムを提供します。
リーダー選出: 分散システムにおいて、マスターノードを動的に選出する際に利用されます。
メッセージキュー: 分散環境におけるメッセージの送受信を管理し、非同期処理をサポートします。
通知: 設定情報の変更やイベントをクライアントに通知する機能を提供します。

実績

ZooKeeperは、RackspaceやYahoo!といった大手企業で実際に利用されており、Solrのようなオープンソースのエンタープライズサーチシステムにも組み込まれています。その信頼性と柔軟性から、多くの分散システムで重要な役割を果たしています。

関連情報

参考文献
ZooKeeper homepage
日本語訳(あしたのオープンソース研究所)
Article in highscalability.com
Yahoo! developer network video
Software Development Times article of ZooKeeper moving to Apache
Eclipse ECF Discovery based on Apache ZooKeeper
関連項目
* Hadoop

Apache ZooKeeperは、大規模分散システムにおける重要なインフラストラクチャとして、今後ますます利用が拡大すると期待されています。

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