zookeeper使用理解以及基本命令操作
一、概述
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。
从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式。
二、应用场景
提供的服务包括：
- 分布式消息同步和协调机制
- 服务器节点动态上下线
- 统一配置管理
- 负载均衡
- 集群管理
- 。。。。。。
三、数据结构
zookeeper的数据模型的结构和unix文件系统很相似，整体上看是一颗目录树，每一个节点称为ZNode（每个节点不但有目录名称，还必须要有值，类似于键值对）。
zookeeper集群自身维护了一套数据结构。这个存储结构是一个树形结构，其上的每一个节点，我们称之为”znode”，每一个znode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。
四、特点
- Zookeeper：一个领导者（leader），多个跟随者（follower）组成的集群。
- Leader负责进行投票的发起和决议，更新系统状态和数据
- Follower用于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，follower没有权限更新数据，只能读数据。
- 集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。例如：3台设备挂了1台，还是能继续工作，挂了两台就不工作了。
- 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。
- 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，相当于一个队列，先进先出。
- 数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。
- 实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据。
五、节点类型
Znode有四种类型：
- 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。
- 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，顺序编号有小到大。
- 临时顺序编号目录节点（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）：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，顺序编号有小到大。
六、选举机制
- 半数机制：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。
- zookeeper没有指定leader和follower，它是由内部的选举机制产生的。
- 选举过程：
假如有5台服务器，编号分别为server1~5,
- 当server1启动时，它向配置中的server发出请求，但是其他服务器没有启动，没有回应，所以zookeeper一直在looking状态。
- 当server2启动时，开始与server1进行交流，开始选举，它们首先分别给自己一票，但是这样没法选举出leader，所以服务器号数低的向高的投票，这时候server2有两票，但是没有超过半数，继续在looking状态。
- 当server3启动时，与server1和server2进行选举，最终server3获得3票，超过半数，成为leader。
- 当server4启动时，与前面服务器交换数据得到3就是leader，那自己就当follower了。
- server5情况和server4相同。
七、stat结构体
通过命令行的zkCli连入zkServer：
[root@hadoop001 bin]# ./zkCli.sh
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] ls /
[jess, servers, zookeeper, sanguo]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] get /servers
9999
cZxid = 0x10000002d
ctime = Sun Aug 19 02:33:19 PDT 2018
mZxid = 0x10000002d
mtime = Sun Aug 19 02:33:19 PDT 2018
pZxid = 0x10000003a
cversion = 8
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 4
numChildren = 0
上述的get /servers就是获得了servers节点的stat：
- czxid- 引起这个znode创建的zxid，创建节点的事务的zxid（ZooKeeper Transaction Id），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。
- ctime - znode被创建的时间戳(从1970年开始)
- mzxid - znode最后更新的zxid
- mtime - znode最后修改的时间戳(从1970年开始)
- pZxid-znode最后更新的子节点zxid
- cversion - znode子节点变化号，znode子节点修改次数
- dataversion - znode数据变化号
- aclVersion - znode访问控制列表的变化号
- 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。
- dataLength- znode的数据长度
- numChildren - znode子节点数量
八、客户端命令行操作
启动客户端
[root@hadoop001 bin]# ./zkCli.sh显示所有操作命令
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] help
ZooKeeper -server host:port cmd args
stat path [watch]
set path data [version]
ls path [watch]
delquota [-n|-b] path
ls2 path [watch]
setAcl path acl
setquota -n|-b val path
history
redo cmdno
printwatches on|off
delete path [version]
sync path
listquota path
rmr path
get path [watch]
create [-s] [-e] path data acl
addauth scheme auth
quit
getAcl path
close
connect host:port
查看当前znode中所包含的子znode
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] ls /
[jess, servers, zookeeper, sanguo]
查看当前节点数据并能看到stat数据
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] ls2 /servers
[]
cZxid = 0x10000002d
ctime = Sun Aug 19 02:33:19 PDT 2018
mZxid = 0x10000002d
mtime = Sun Aug 19 02:33:19 PDT 2018
pZxid = 0x10000003a
cversion = 8
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 4
numChildren = 0
创建普通节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] create /blog "blog"
Created /blog
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] ls /
[jess, servers, zookeeper, blog, sanguo]获得节点的值
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 8] get /blog
blog
cZxid = 0x200000002
ctime = Sun Aug 19 20:04:32 PDT 2018
mZxid = 0x200000002
mtime = Sun Aug 19 20:04:32 PDT 2018
pZxid = 0x200000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 4
numChildren = 0
创建短暂节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] create -e /blog-temp "temp"
Created /blog-temp
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 10] ls /
[jess, servers, zookeeper, blog, sanguo, blog-temp]创建普通带序号节点
[jess, servers, zookeeper, blog, sanguo, blog-temp]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 11] create -s /blog-sequence "sequence"
Created /blog-sequence0000000010
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 12] ls /
[servers, zookeeper, sanguo, blog-sequence0000000010, blog-temp, jess, blog]
创建临时带序号的节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 13] create -s -e /blog-ts "ts"
Created /blog-ts0000000011
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] ls /
[servers, zookeeper, sanguo, blog-sequence0000000010, blog-temp, jess, blog, blog-ts0000000011]
节点的值变化监听
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] get /servers watch节点的子节点变化监听
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] ls /servers watch 删除节点（不能删除带有子节点的节点）
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] delete /blog
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 20] ls /
[servers, zookeeper, sanguo, blog-sequence0000000010, blog-temp, jess, blog-ts0000000011]
递归删除节点（可以删除带有子节点的节点）
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 21] rmr /sanguo
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 22] ls /
[servers, zookeeper, blog-sequence0000000010, blog-temp, jess, blog-ts0000000011]查看节点状态
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 23] stat /blog-temp
cZxid = 0x200000003
ctime = Sun Aug 19 20:05:58 PDT 2018
mZxid = 0x200000003
mtime = Sun Aug 19 20:05:58 PDT 2018
pZxid = 0x200000003
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x165551e0a820000
dataLength = 4
numChildren = 0