一、概述 1.概述 Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目。 ZooKeeper最为主要的使用场景，是作为分布式系统的分布式协同服务 2.特点 1）Zookeeper:一个领导者(leader)，多个跟随者(follower)组成的集群。 2）Leader负责进行投票的发起和决议，更新系统状态 3）Follower用户接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票 4）集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务 5）全局数据一致：每个server保存一份相同的数据副本，client无论连接到哪个server，数据都是一致的 6）更新请求顺序进行，来自同一个client的更新请求按其发送顺序依次执行 7）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败 8）实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据 3.数据结构 Zookeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。每一个ZNode默认能存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。 4.应用场景 提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。 1)统一命名服务 2）统一配置管理 3）统一集群管理 4）服务器节点动态上下线 5）软负载均衡 二、Zookeeper安装 1.本地模式安装部署 1）安装前准备： （1）安装jdk （2）通过xshell工具拷贝zookeeper到linux系统下 （3）修改tar包权限
chmod u+x zookeeper-3.4.10.tar.gz (4)解压到指定目录 tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/2)配置修改 创建软连接
ln -s /opt/module/zookeeper-3.4.10.tar.gz /opt/module/zookeeper进入到zookeeper的conf目录中，找到zoo_sample.cfg,改为zoo.cfg 进入zoo.cfg文件，修改dataDir路径为： dataDir=/opt/module/zookeeper/zkData 然后在/opt/module/zookeeper/下创建zkData文件夹 3）操作zookeeper （1）启动zookeeper（启动前最好配置下环境变量，不然很麻烦）
zkServer.sh start （2） 查看进程是否启动 jps 4020 jps 4001 QuorumPeerMain （3）查看状态 zkServer.sh status (4) 启动客户端 zkCli.sh (5)退出客户端 quit (6)停止zookeeper zkServer.sh stop4)配置参数解读 解读zoo.cfg文件中参数含义 （1）tickTime=2000:通信心跳数，Zookeeper服务器心跳时间，单位毫秒 Zookeeper使用的基本时间，服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，夜间是每个tickTime时间就会发送一个心跳，时间单位为毫秒。 它用于心跳机制，并且设置最小的session超时时间为两倍心跳时间。（session的最小超时时间是2tickTime） (2)initLimit=10:Leader和Follower初始通信时限 集群中的follower跟随者服务器与leader领导者服务器之间初始连接时能容忍的最多心跳数(tickTime的数量)，用它来限定集群中的Zookeeper服务器连接到Leader的时限。 投票选举新leader的初始化时间 Follower在启动过程中，会从Leader同步所有最新数据，然后确定自己能够对外服务的起始状态。 Leader允许Follower在initLimit时间内完成这个工作。 （3） syncLimit=5：Leader和Follower同步通信时限 集群中Leader与Follower之间的最大响应时间单位，假如响应超过syncLimittickTime,Leader认为Follower死掉，从服务器列表中删除Follower。 在运行过程中，Leader负责与ZK集群中所有机器进行通信，例如通过一些心跳检测机制，来检测机器的存活状态。 如果L发出心跳包在syncLimit之后，还没有从F那收到响应，那么就认为这个F已经不在线了。 （4）dataDir：数据文件目录+数据持久化路径 保存内存数据库快照信息的位置，如果没有其他说明，更新的事务日志也保存到数据库。 （5）clientPort=2181：客户端连接端口 监听客户端连接的端口 三、Zookeeper内部原理 1.选举机制 1）半数机制（Paxos协议）：集群中半数以上机器存活，集群可用。所以zookeeper适合装在奇数台机器上。 2）Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定master和slave。但是，zookeeper工作时，是有一个节点为leader，其他则为follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。 3）以一个简单的例子来说明整个选举的过程。 假设有5台服务器组成的zookeeper集群，他们的id从1～5,同时他们都是最新启动的，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。 （1）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致是LOOKING状态。 （2）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。 （3）服务器3启动，根据前面的理论分析，服务器3称为服务器1、2、3中的老大，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。 （4）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,所以它只能接受当小弟的命了。 （5）服务器5启动，同4一样当小弟。 2.节点类型 1）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 2）Znode有四种形式的目录节点（默认是persistent） (1)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。 (2)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。 (3)临时目录节点 客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除 (4)临时顺序编号目录节点 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。 3）创建znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护 4）在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的时间进行全局排序，这样客户端可以通过顺序号推断时间的顺序 3.stat结构体 1）czid- 引起这个znode创建的zxid，创建节点的事务的zxid 每次修改Zookeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳，也就是Zookeeper事务ID。 事务ID是Zookeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid，如果zxid1小于zxid2，那么zxid1在zxid2之前发生。 2）ctime - znode被创建的毫秒数(从1970年开始) 3）mzxid - znode最后更新的zxid 4）mtime - znode最后修改的毫秒数(从1970年开始) 5）pzxid -znode最后更新的字节点zxid 6）cversion - znode字节点变化号，znode字节点修改次数 7）dataversion - znode数据变化号 8）aclVersion - znode 访问控制列表的变化号 9）ephemeralOwner - 如果是临时节点，这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0. 10）dataLength -znode的数据长度 11）numChildren - znode字节点数量 4.监听器原理 5.写数据流程 四、zookeeper实战 1.分布式安装部署 0）集群规划 在s240、s241、s242、s243共4个节点上部署zookeeper。 1）解压安装 （1）解压zookeeper安装包到/opt/moduel/目录下 （2）在/opt/module/zookeeper/这个目录下创建zkData （3）重命名/opt/module/zookeeper/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg 2) 配置zoo.cfg文件 （1）具体配置 dataDir=/opt/module/zookeeper/zkData 另外增加如下配置 ###################cluster######################### server.0=s240:2888:3888 server.1=s241:2888:3888 server.2=s242:2888:3888 server.3=s243:2888:3888 （2）配置参数解读 server.A=B:C:D A 是一个数字，表示这个是第几号服务器 B 是这个服务器的ip地址 C 是这个服务器与集群中的Leader服务器交换信息的端口 D 是万一集群中的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。 集群模式下配置一个文件myid，这个文件在dataDir目录下，这个文件里面有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server。 3）集群操作 （1）在/opt/module/zookeeper/zkData目录下创建一个myid的文件 注意：添加myid文件，一定要在Linux里面创建，在notepad++里面可能乱码 （2）编辑myid文件 在文件中添加与server对应的编号 （3）拷贝配置好的zookeeper到其他机器上 （4）分别启动zookeeper （5）查看状态 2.客户端命令行操作 1）启动客户端
[root@s240 zookeeper]# bin/zkCli.sh 2) 显示所有操作命令 [zk: localhost:2181(CONNECTING) 0] help 3）查看当前znode中所包含的内容 [zk: localhost:2181(CONNECTING) 0] ls / 4）查看当前节点数据并能看到更新次数等数据 5）创建普通节点 6）获得节点的值 7）创建短暂节点 8）创建带序号的节点 9）修改节点数据值 10）节点的值变化监听 11）节点的字节点变化监听 12）删除节点 13）递归删除节点 14）查看节点状态3.API应用 1）Eclipse环境搭建 2）创建Zookeeper客户端 3）创建子节点 4）获取字节点并监听 5）判断znode是否存在 4.案例实战 1）监听服务器节点动态上下线案例
