Component 分布式协调服务 - Zookeeper

介绍

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。
ZooKeeper包含一个简单的原语集，提供Java和C的接口。
ZooKeeper代码版本中，提供了分布式独享锁、选举、队列的接口，代码在zookeeper-3.4.3\src\recipes。其中分布锁和队列有Java和C两个版本，选举只有Java版本。

基本原理

ZooKeeper集群由一组Server节点组成，这一组Server节点中存在一个角色为Leader的节点，其他节点都为Follower。当客户端Client连接到ZooKeeper集群，并且执行写请求时，这些请求会被发送到Leader节点上，然后Leader节点上数据变更会同步到集群中其他的Follower节点。

ZooKeeper采用一种称为Leader election的选举算法（也有称做：分布式选举算法-Paxos）的。在整个集群运行过程中，只有一个Leader，其他的都是Follower，如果ZooKeeper集群在运行过程中Leader出了问题，系统会采用该算法重新选出一个Leader，ZooKeeper用于三台以上的服务器集群之中，只要还有超过半数的服务器在线，ZooKeeper就能够正常提供服务，过半，意味着实际能够有效参与选举的节点数量是奇书个数，否者不能有效的过半。

Zookeeper逻辑图如下：

1. 客户端可以连接到每个server，每个server的数据完全相同。
2. 每个follower都和leader有连接，接受leader的数据更新操作。
3. Server记录事务日志和快照到持久存储。
4. 大多数server可用，整体服务就可用。
5. Leader节点在接收到数据变更请求后，首先将变更写入本地磁盘，以作恢复之用。当所有的写请求持久化到磁盘以后，才会将变更应用到内存中。
6. ZooKeeper使用了一种自定义的原子消息协议，在消息层的这种原子特性，保证了整个协调系统中的节点数据或状态的一致性。Follower基于这种消息协议能够保证本地的ZooKeeper数据与Leader节点同步，然后基于本地的存储来独立地对外提供服务。
7. 当一个Leader节点发生故障失效时，失败故障是快速响应的，消息层负责重新选择一个Leader，继续作为协调服务集群的中心，处理客户端写请求，并将ZooKeeper协调系统的数据变更同步（广播）到其他的Follower节点。

安装

Zookeeper 下载地址

在这里，我选择了 zookeeper-3.4.6.tar.gz 并安装在了 CentOS7 上，当然，Zookeeper 也有 Windows 版。

# wget http://www.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.6/zookeeper-3.4.6.tar.gz
# tar -xzvf zookeeper-3.4.6.tar.gz
# cd zookeeper-3.4.6

目录结构

# cd conf
# cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
# vim zoo.cfg

• zoo.cfg

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
clientPort=2181
dataDir=/usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.6/data    #保存数据目录
dataLogDir=/usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.6/log  #保存日志目录
server.1=ip:2888:3888   #ip为服务器的ip
server.2=ip:2888:3888   #ip为服务器的ip
server.3=ip:2888:3888   #ip为服务器的ip

这里的 data 和 log 需要自己创建 mkdir 命令创建

在/usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.6/data目录下创建一个文件：myid

分别在myid上按照配置文件的server.中id的数值，在不同机器上的该文件中填写相应过的值
ip 的myid内容为1
ip 的为2
ip 的为3
ip为服务器的ip 这里对应上面的server.1，server.2，server.3

• 全局配置

创建一个环境变量ZOOKEEPER_HOME并把该环境变量添加到系统路径：
vim /etc/profile

在export PATH语句前添加两行：

ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.6
PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin

并执行 source /etc/profile

zkServer.sh

Zookeeper 的运行依赖 JRE，记得要先装好。

此时安装成功，进行测试：

1. 进入zookeeper的bin目录，执行./zkServer.sh start进行启动zookeeper
2. 查看状态 进入bin目录，执行./zkServer.sh status
3. 停止 进入bin目录，执行./zkServer.sh stop

zkCli.sh

ZooKeeper命令行工具类似于Linux的shell环境，不过功能肯定不及shell啦，但是使用它我们可以简单的对ZooKeeper进行访问，数据创建，数据修改等操作. 使用 zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181 连接到 ZooKeeper 服务，连接成功后，系统会输出 ZooKeeper 的相关环境以及配置信息。

命令行工具的一些简单操作如下：

1. 显示根目录下、文件： ls / 使用 ls 命令来查看当前 ZooKeeper 中所包含的内容
2. 显示根目录下、文件： ls2 / 查看当前节点数据并能看到更新次数等数据
3. 创建文件，并设置初始内容： create /zk "test" 创建一个新的 znode节点“ zk ”以及与它关联的字符串
4. 获取文件内容： get /zk 确认 znode 是否包含我们所创建的字符串
5. 修改文件内容： set /zk "zkbak" 对 zk 所关联的字符串进行设置
6. 删除文件： delete /zk 将刚才创建的 znode 删除
7. 退出客户端： quit
8. 帮助命令： help

资源

Zookeeper 官网