zookeeper技术分享

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一、简介

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_home\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。

二、原理

ZooKeeper是以Fast Paxos算法为基础的，Paxos 算法存在活锁的问题，即当有多个proposer交错提交时，有可能互相排斥导致没有一个proposer能提交成功，而Fast Paxos做了一些优化，通过选举产生一个leader (领导者)，只有leader才能提交proposer，具体算法可见Fast Paxos。因此，要想弄懂ZooKeeper首先得对Fast Paxos有所了解。

ZooKeeper的基本运转流程：

1. 选举Leader。
2. 同步数据。
3. 选举Leader过程中算法有很多，但要达到的选举标准是一致的。
4. Leader要具有最高的执行ID，类似root权限。
5. 集群中大多数的机器得到响应并接受选出的Leader。

三、特点

在Zookeeper中，znode是一个跟Unix文件系统路径相似的节点，可以往这个节点存储或获取数据。如果在创建znode时Flag设置为EPHEMERAL，那么当创建这个znode的节点和Zookeeper失去连接后，这个znode将不再存在在Zookeeper里，Zookeeper使用Watcher察觉事件信息。当客户端接收到事件信息，比如连接超时、节点数据改变、子节点改变，可以调用相应的行为来处理数据。Zookeeper的Wiki页面展示了如何使用Zookeeper来处理事件通知，队列，优先队列，锁，共享锁，可撤销的共享锁，两阶段提交。

那么Zookeeper能做什么事情呢，简单的例子：假设我们有20个搜索引擎的服务器(每个负责总索引中的一部分的搜索任务)和一个总服务器(负责向这20个搜索引擎的服务器发出搜索请求并合并结果集)，一个备用的总服务器(负责当总服务器宕机时替换总服务器)，一个web的cgi(向总服务器发出搜索请求)。搜索引擎的服务器中的15个服务器提供搜索服务，5个服务器正在生成索引。这20个搜索引擎的服务器经常要让正在提供搜索服务的服务器停止提供服务开始生成索引，或生成索引的服务器已经把索引生成完成可以提供搜索服务了。使用Zookeeper可以保证总服务器自动感知有多少提供搜索引擎的服务器并向这些服务器发出搜索请求，当总服务器宕机时自动启用备用的总服务器。

四、spring cloud整合Zookeeper

本文将介绍如何使用Zookeeper在微服务框架中实现服务发现，该服务发现机制可作为云服务的注册中心。通过Spring Cloud Zookeeper为应用程序提供一种Spring Boot集成，将Zookeeper通过自动配置和绑定 的方式集成到Spring环境中。

1、安装Zookeeper

下载

Apache官方版本为：3.4.8下载地址：http://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.8/zookeeper-3.4.8.tar.gz

安装

解压到指定目录下 D:softzookeeper-3.4.8 修改zoo_sample.cfg 文件名(D:softzookeeper-3.4.8conf) 为 zoo.cfg（复制一份出来也可以）主要修改一下日志位置，具体配置文件如下：

# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial 
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between 
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
# do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
# example sakes.
dataDir=D:\\zookeeper\\data
dataLogDir=D:\\zookeeper\\log
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
# the maximum number of client connections.
# increase this if you need to handle more clients
#maxClientCnxns=60
#
# Be sure to read the maintenance section of the 
# administrator guide before turning on autopurge.
#
# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
#
# The number of snapshots to retain in dataDir
#autopurge.snapRetainCount=3
# Purge task interval in hours
# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1

• tickTime：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：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。
• dataLogDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的目录
• 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。

启动

进入到bin目录，并且启动zkServer.cmd，这个脚本中会启动一个java进程，双击该文件即可启动。

五、总结

在本文中我们看到了如何使用Spring Cloud Zookeeper实现服务发现，并且在Zookeeper中注册了一个名为Hello World的服务。然后通过声明式服务调用方式实现了一个服务消费者Greeting来发现和使用该服务。

顺便介绍下Zookeeper与Eureka这两种服务治理框架的区别。Spring Cloud Eureka实现的服务治理机制强调了CAP原理中的AP，即可用性与可靠性，而Zookeeper强调CP（一致性、可靠性）。Eureka为了实现更高的服务可用性，牺牲了一定的一致性，在极端情况下它宁愿接受故障实例也不要丢掉“健康”实例，比如，当服务注册中心的网络发生故障断开时，由于所有的服务实例无法维持续约心跳，在强调CP的服务治理中将会把所有服务实例都剔除掉，而Eureka则会触发保护机制，保留此时的所有节点，以实现服务间依然可以进行互相调用的场景。

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