ZooKeeper的部署以及简单使用

要想使用ZooKeeper，首先就要把它部署在服务器上跑起来，就想Apache，Tomcat，FtpServer等服务器一样。ZooKeeper的部署方式主要有三种，单机模式、伪集群模式、集群模式。其实剩下的两种模式都是集群模式的特殊情况。

1.4.1. 基本的环境变量配置
Java大型的项目中，环境变量的配置很重要，如果没有很好的配置环境变量的话，甚至项目连启动都是难事。
export ZOOKEEPER_HOME=/home/zookeeper-3.3.3
export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/conf

1.4.2. ZooKeeper的单机模式部署
ZooKeeper的单机模式通常是用来快速测试客户端应用程序的，在实际过程中不可能是单机模式。单机模式的配置也比较简单。
l 编写配置文件zoo.cfg
zookeeper-3.3.3/conf文件夹下面就是要编写配置文件的位置了。在文件夹下面新建一个文件zoo.cfg。ZooKeeper的运行默认是读取zoo.cfg文件里面的内容的。以下是一个最简单的配置文件的样例：
tickTime=2000
dataDir=/var/zookeeper
clientPort=2181
在这个文件中，我们需要指定 dataDir 的值，它指向了一个目录，这个目录在开始的时候需要为空。下面是每个参数的含义：
tickTime ：基本事件单元，以毫秒为单位。这个时间是作为 Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
dataDir ：存储内存中数据库快照的位置，顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
clientPort ：这个端口就是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口，Zookeeper 会监听这个端口，接受客户端的访问请求。
使用单机模式时用户需要注意：这种配置方式下没有 ZooKeeper 副本，所以如果 ZooKeeper 服务器出现故障， ZooKeeper 服务将会停止。
l 执行运行脚本
在zookeeper-3.3.3/bin文件夹下面运行zkServer.sh即可，运行完毕之后则ZooKeeper服务变启动起来。
./zkServer.sh start
脚本默认调用zoo.cfg里面的配置，因此程序正常启动。

1.4.3. ZooKeeper的集群模式部署
ZooKeeper的集群模式下，多个Zookeeper服务器在工作前会选举出一个Leader，在接下来的工作中这个被选举出来的Leader死了，而剩下的Zookeeper服务器会知道这个Leader死掉了，在活着的Zookeeper集群中会继续选出一个Leader，选举出Leader的目的是为了可以在分布式的环境中保证数据的一致性。

图3.2 ZooKeeper集群模式图
l 确认集群服务器的数量
由于ZooKeeper集群中，会有一个Leader负责管理和协调其他集群服务器，因此服务器的数量通常都是单数，例如3，5，7...等，这样2n+1的数量的服务器就可以允许最多n台服务器的失效。
l 编写配置文件
配置文件需要在每台服务器中都要编写，以下是一个配置文件的样本：
# Filename zoo.cfg
tickTime=2000
dataDir=/var/zookeeper/
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=202.115.36.251:2888:3888
server.2=202.115.36.241:2888:3888
server.3=202.115.36.242:2888:3888
initLimit：这个配置项是用来配置 Zookeeper 接受客户端（这里所说的客户端不是用户连接 Zookeeper 服务器的客户端，而是 Zookeeper 服务器集群中连接到 Leader 的 Follower 服务器）初始化连接时最长能忍受多少个心跳时间间隔数。当已经超过 10 个心跳的时间（也就是 tickTime）长度后 Zookeeper 服务器还没有收到客户端的返回信息，那么表明这个客户端连接失败。总的时间长度就是 5*2000=10 秒。
syncLimit：这个配置项标识 Leader 与 Follower 之间发送消息，请求和应答时间长度，最长不能超过多少个 tickTime 的时间长度，总的时间长度就是 2*2000=4 秒
server.A=B：C：D：其中 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 表示的是这个服务器与集群中的 Leader 服务器交换信息的端口；D 表示的是万一集群中的 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。如果是伪集群的配置方式，由于 B 都是一样，所以不同的 Zookeeper 实例通信端口号不能一样，所以要给它们分配不同的端口号。
l 创建myid文件
除了修改 zoo.cfg 配置文件，集群模式下还要配置一个文件 myid，这个文件在 dataDir 目录下，这个文件里面就只有一个数据就是 A 的值，Zookeeper 启动时会读取这个文件，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那个 server。
l 执行运行脚本
和单机模式下的运行方式基本相同，值得注意的地方就是要分别在不同服务器上执行一次，例如分别在251，241，242上运行：
./zkServer.sh start
这样才能使得整个集群启动起来。

1.4.4. ZooKeeper的集群伪分布
其实在企业中式不会存在的，另外为了测试一个客户端程序也没有必要存在，只有在物质条件比较匮乏的条件下才会存在的模式。
集群伪分布模式就是在单机下模拟集群的ZooKeeper服务，在一台机器上面有多个ZooKeeper的JVM同时运行。
l 确认集群伪服务器的数量
2n+1，和之前的集群分布相同。
l 编写配置文件
在/conf文件夹新建三个配置文件，zoo1.cfg，zoo2.cfg以及zoo3.cfg。配置文件分别如下编写：
Zoo1.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_1
clientPort=2181
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
Zoo2.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_2
clientPort=2182
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
Zoo3.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_3
clientPort=2183
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
由于三个服务都在同一台电脑上，因此这里要保证地址的唯一性，因此要特别注意IP地址和端口号不要互相冲突，以免影响程序的正确执行。
l 创建myid文件
这个同集群模式部署，在各自的文件夹下面创建。
l 执行运行脚本
由于所有的配置文件都在/conf文件夹下面，因此要执行三次，而且要加文件名的参数，不然会默认执行zoo.cfg这个文件，如下：
./zkServer.sh start zoo1.cfg
./zkServer.sh start zoo2.cfg
./zkServer.sh start zoo3.cfg
执行完毕后，将完成ZooKeeper的集群伪分布的启动。

1.4.5. 通过ZooKeeper命令行工具访问ZooKeeper
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。
当启动 ZooKeeper 服务成功之后，输入下述命令，连接到 ZooKeeper 服务：
zkCli.sh –server 202.115.36.251:2181
连接成功后，系统会输出 ZooKeeper 的相关环境以及配置信息，并在屏幕输出“ Welcome to ZooKeeper ”等信息。
命令行工具的一些简单操作如下：
1 ）使用 ls 命令来查看当前 ZooKeeper 中所包含的内容：
[zk: 202.115.36.251:2181(CONNECTED) 1] ls /
2 ）创建一个新的 znode ，使用 create /zk myData 。这个命令创建了一个新的 znode 节点“ zk ”以及与它关联的字符串：
[zk: 202.115.36.251:2181(CONNECTED) 2] create /zk "myData"
3 ）我们运行 get 命令来确认 znode 是否包含我们所创建的字符串：
[zk: 202.115.36.251:2181(CONNECTED) 3] get /zk
4 ）下面我们通过 set 命令来对 zk 所关联的字符串进行设置：
[zk: 202.115.36.251:2181(CONNECTED) 4] set /zk "zsl"
5 ）下面我们将刚才创建的 znode 删除：
[zk: 202.115.36.251:2181(CONNECTED) 5] delete /zk

1.4.6. 使用API来访问ZooKeeper
API访问ZooKeeper才是客户端主要的使用手段，通过在客户端编写丰富多彩的程序，来达到对ZooKeeper的利用。这里给出一个简单的例子：（深入的还没能力给出啊，例子是从网上找的很清晰明了）
1. import java.io.IOException;
2.
3. import org.apache.zookeeper.CreateMode;
4. import org.apache.zookeeper.KeeperException;
5. import org.apache.zookeeper.Watcher;
6. import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
7. import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
8.
9. public class demo {
10. // 会话超时时间，设置为与系统默认时间一致
11. private static final int SESSION_TIMEOUT=30000;
12.
13. // 创建 ZooKeeper 实例
14. ZooKeeper zk;
15.
16. // 创建 Watcher 实例
17. Watcher wh=new Watcher(){
18. public void process(org.apache.zookeeper.WatchedEvent event)
19. {
20. System.out.println(event.toString());
21. }
22. };
23.
24. // 初始化 ZooKeeper 实例
25. private void createZKInstance() throws IOException
26. {
27. zk=new ZooKeeper("localhost:2181",demo.SESSION_TIMEOUT,this.wh);
28.
29. }
30.
31. private void ZKOperations() throws IOException,InterruptedException,KeeperException
32. {
33. System.out.println("\n1. 创建 ZooKeeper 节点 (znode ： zoo2, 数据： myData2 ，权限： OPEN_ACL_UNSAFE ，节点类型： Persistent");
34. zk.create("/zoo2","myData2".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
35.
36. System.out.println("\n2. 查看是否创建成功： ");
37. System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2",false,null)));
38.
39. System.out.println("\n3. 修改节点数据 ");
40. zk.setData("/zoo2", "shenlan211314".getBytes(), -1);
41.
42. System.out.println("\n4. 查看是否修改成功： ");
43. System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2", false, null)));
44.
45. System.out.println("\n5. 删除节点 ");
46. zk.delete("/zoo2", -1);
47.
48. System.out.println("\n6. 查看节点是否被删除： ");
49. System.out.println(" 节点状态： ["+zk.exists("/zoo2", false)+"]");
50. }
51.
52. private void ZKClose() throws InterruptedException
53. {
54. zk.close();
55. }
56.
57. public static void main(String[] args) throws IOException,InterruptedException,KeeperException {
58. demo dm=new demo();
59. dm.createZKInstance( );
60. dm.ZKOperations();
61. dm.ZKClose();
62. }
63.}
此类包含两个主要的 ZooKeeper 函数，分别为 createZKInstance （）和 ZKOperations （）。其中 createZKInstance （）函数负责对 ZooKeeper 实例 zk 进行初始化。 ZooKeeper 类有两个构造函数，我们这里使用 “ ZooKeeper （ String connectString, ， int sessionTimeout, ， Watcher watcher ）”对其进行初始化。因此，我们需要提供初始化所需的，连接字符串信息，会话超时时间，以及一个 watcher 实例。 17 行到 23 行代码，是程序所构造的一个 watcher 实例，它能够输出所发生的事件。
ZKOperations （）函数是我们所定义的对节点的一系列操作。它包括：创建 ZooKeeper 节点（ 33 行到 34 行代码）、查看节点（ 36 行到 37 行代码）、修改节点数据（ 39 行到 40 行代码）、查看修改后节点数据（ 42 行到 43 行代码）、删除节点（ 45 行到 46 行代码）、查看节点是否存在（ 48 行到 49 行代码）。另外，需要注意的是：在创建节点的时候，需要提供节点的名称、数据、权限以及节点类型。此外，使用 exists 函数时，如果节点不存在将返回一个 null 值。


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