在如今这样的分布式系统和云计算的时代，构建可靠、高性能的分布式服务是各个领域不可缺失的一部分。在这个领域里，zookeeper作为java中非常知名的中间件，一直以来都扮演着一个关键的角色。
接下来，我决定写一系列关于zookeeper源码分析的文章，对zookeeper的源码进行深度解读。
为什么要进行ZooKeeper源码分析？
1、深刻理解分布式系统基础理论：ZooKeeper是分布式系统领域的一个经典实现，通过深度源码解析，我们可以更好地理解分布式系统中的关键概念和原理，为设计和构建分布式系统打下坚实基础。
2、学习设计模式和优秀编程实践：ZooKeeper的源码体现了许多设计模式和良好的编程实践。通过学习这些，我们可以汲取宝贵的经验，提高我们自己的编程水平。
3、解密ZooKeeper的神秘面纱：ZooKeeper的内部实现一直以来都是分布式领域的热门话题。通过源码分析，我们将揭示它的神秘面纱，理解它是如何实现高可用性、一致性和可靠性的。
从客户端发送报文开始
java
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
//1. 创建一个Zookeeper客户端
ZooKeeper zookeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 2000, null);
//2. 创建一个持久节点
zookeeper.create("/hello", "编程易行".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
Stat stat = new Stat();
//3. 获取写入节点的数据
byte[] data = zookeeper.getData("/hello", false, stat);
System.out.println(new String(data, StandardCharsets.UTF_8));
}上面是一个非常简单的hello world，就是创建一个Zookeeper客户端，调用create创建节点。然后，在调用getData打印我们之前写入的数据。
我们源码分析就从这里开始。（zookeeper的配置管理，也是个很有意思的话题，后面有机会可以分析下。）
1. 从Zookeeper.create 开始
一切的开始，都是Zookeeper.create
代码非常简洁，其实就是：
1、构造Request报文
2、调用ClientCnxn#submitRequest 发送报文，并等待结果
什么是submit一个报文？
如果是个java，我们想要往一个socket写数据，我们会怎么写？
我们会写 Socket.getOutputStream().write(byte数组)，如果我们用的Netty网络库，我们可能会写Channel.writeAndFlush(对象)
这里zookeeper发送报文的方法，名字叫submit，本身其实也说明了它的原理 并不是简单的write 一下就完了。
我们接着往下看
1、先来看类名，叫做 ClientCnxn 这是zookeeper对于客户端连接的一个抽象。Zookeeper客户端与服务端的交互，都是通过ClientCnxn 这一入口。
2、还记得么，在create方法里，我们构造了一个CreateRequest 对象，并且把这个对象以参数形式，传入 submitRequest 方法中。在submitRequest里，我们又把CreateRequest 以参数形式传入queuePacket 方法里
发送报文 = 插入队列？
代码也非常简单
1、把我们的Request 和 Response 包装成一个个的Packet
2、把Packet添加到一个队列里
非常简单，后面的一系列文章中，我们能看到zookeeper的源码设计里，大量的应用了队列。
写入队列中的报文是什么时候发出去的？
客户端调用create肯定不只是想写个队列就完了，终极目标肯定还是要发送数据到服务端。因此，一定会有另一个线程，去读这个队列的数据。这个线程，就是SendThread
1、ClientCnxnSocket的一些初始化
2、如果Tcp连接是断开的
2.1）找到要连接的zookeeper节点地址 我们使用zookeeper时，传入的connectString可能不止有一个节点的地址，比如 "10.0.0.1:2181,10.0.0.2:2181,10.0.0.3:2181" 这一步其实就是挑选我们要连接的zookeeper的地址。具体算法其实就是把地址打乱，不停地next。也就是说，如果某台zookeeper节点挂了，下一个循环，会尝试去连另一个zookeeper节点
2.2）发送Connect报文
3、判断是否超时，其实就是一段时间没收到zookeeper的报文就超时了，认为zookeeper已经挂了，这里会抛异常
4、调用网络库发送报文 这里就是调用网络库，获取outgoingQueue 队首的报文，通过socket发送出去
整个流程有点复杂，可以对照着流程图理解
小结create发送报文
所以，整个流程大概是这样。我们调用create时，会往outgoingQueue队列写入一个Packet。然后，会有一个SendThread线程，它会不停地取出队首报文，然后调用网络库（Netty或者NIO）往socket写入数据，实现往zookeeper服务端发送报文。
收到报文流程是怎么样？
从上面的分析中，我们知道。无论是写入队列，还是SendThread的死循环，和我们调用 create 的线程都不是同一个。换句话说，都是异步的。然而，实际使用时，我们调用create后，立刻去查zookeeper节点数据，一定都是能查到的。Zookeeper是如何把异步"变成"同步呢？
我们再回过头来看 submitRequest 方法，秘诀就在这个packet.wait 里。
也就是说，除了往队列里写入一个报文，zookeeper客户端还会调用这个Packet.wait() 方法，等待packet的通知（就是jdk的Object.wait()）方法。
网络库写入socket时，会插入pendingQueue
之前分析SendThread流程时，我们忽略了网络库调用的细节。这里我们把这块补上
这里我们以Netty网络库为例（NIO的类似，但是NIO里有很多NIO编程的细节，相对来说比较复杂，感兴趣的读者可以自己分析下）
可以看到，ClientCnxnSocketNetty 除了调用channel.writeAndFlush() 把报文写入底层socket，还把Packet写入了一个pendingQueue
如图所示，在调用channel.writeAndFlush() 之前，会往pendingQueue 队尾插入一个Packet
网络库收到报文的处理
这是Netty收到报文后的处理。这里有非常经典的粘包拆包的处理，后面有机会分析下。此处我们关心的是收到完整的报文后，Netty会调用SendThread.readResponse()方法
1、首先，收到报文后，会调用PendingQueue.remove() 获取队首元素。这里有两个注意点：
1）队列的特性是先入先出，所以我们先通过Netty写出的报文，在收到报文时也会被最先弹出。
2）Server端返回报文的数据一定和它收到报文的数据一致。举个例子，客户端往服务端发送了 create、getChildren、delete 报文，服务端一定也会按照 create、getChildren、delete 返回，不会出现乱序。
接下来我们看看finishPacket的逻辑
也就是说，收到了服务端的回包后，会调用Packet的notifyAll方法，通知阻塞等待回包的线程。
zookeeper客户端发送报文完整流程
完整的流程如上所示
1、客户端调用 create 等方法时，会往一个 outgoingQueue 队列中，插入一个Packet。随后，通过 Object.wait() 方法，阻塞等待
2、Zookeeper客户端有一个Send线程，它会不停地取出 outgoingQueue 队首元素，然后调用网络库发送报文给zookeeper服务端
3、发送报文给zookeeper服务端前，Send线程会把Packet插入另一个pendingQueue里，这个队列中专门存放等待服务端响应的报文
4、客户端收到服务端的回包后，会取出 pendingQueue 队首袁术，调用packet.notifyAll() 通知阻塞等待的线程
总结
这篇博客分析了zookeeper 客户端发送报文的流程。从中，我们能有以下几点收获：
1、zookeeper发送报文，是单线程发送的。前一个报文发送完后，才会发送后一个报文。
2、zookeeper客户端发送报文的设计，采用了 "生产者消费者模式"，一个线程往队列写，一个线程读取队列数据，写入socket。采用这种设计，有什么好处呢？这个问题比较复杂，后面会单独写文章分析。