从0到1 学习zookeeper

学习背景，毕业一年的渣渣科班菜鸡，程序员的自我修养。

主题概要

1. zookeeper概要、背景及作用
   2.部署与常规配置
   3.节点类型

一、zookeeper概要、背景及作用
zookeeper产生背景：
项目从单体到分布式转变之后，将会产生多个节点之间协同的问题。如：
1.每天的定时任务由谁哪个节点来执行？
2.RPC调用时的服务发现?
3.如何保证并发请求的幂等
4…
这些问题可以统一归纳为多节点协调问题，如果靠节点自身进行协调这是非常不可靠的，性能上也不可取。必须由一个独立的服务做协调工作，它必须可靠，而且保证性能。

zookeeper概要：
ZooKeeper是用于分布式应用程序的协调服务。它公开了一组简单的API，分布式应用程序可以基于这些API用于同步，节点状态、配置等信息、服务注册等信息。其由JAVA编写，支持JAVA 和C两种语言的客户端。

znode 节点
zookeeper 中数据基本单元叫节点，节点之下可包含子节点，最后以树级方式程现。每个节点拥有唯一的路径path。客户端基于PATH上传节点数据，zookeeper 收到后会实时通知对该路径进行监听的客户端。

二、部署与常规配置
zookeeper 基于JAVA开发，下载后只要有对应JVM环境即可运行。其默认的端口号是2181运行前得保证其不冲突。
版本说明：
2019年5月20日发行的3.5.5是3.5分支的第一个稳定版本。此版本被认为是3.4稳定分支的后续版本，可以用于生产。基于3.4它包含以下新功能
动态重新配置
本地会议
新节点类型：容器，TTL
原子广播协议的SSL支持
删除观察者的能力
多线程提交处理器
升级到Netty 4.1
Maven构建
另请注意：建议的最低JDK版本为1.8
文件说明：
apache-zookeeper-xxx-tar.gz 代表源代码
apache-zookeeper-xxx-bin.tar.gz 运行版本
下载地址：https://zookeeper.apache.org/releases.html#download
具体部署流程：
#下载
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/current/apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#解压
tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#拷贝默认配置
cd {zookeeper_home}/conf
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
#启动
{zookeeper_home}/bin/zkServer.sh

常规配置文件说明：

zookeeper时间配置中的基本单位 (毫秒)

tickTime=2000

允许follower初始化连接到leader最大时长，它表示tickTime时间倍数 即:initLimit*tickTime

initLimit=10

允许follower与leader数据同步最大时长,它表示tickTime时间倍数

syncLimit=5
#zookeper 数据存储目录
dataDir=/tmp/zookeeper
#对客户端提供的端口号
clientPort=2181
#单个客户端与zookeeper最大并发连接数
maxClientCnxns=60

保存的数据快照数量，之外的将会被清除

autopurge.snapRetainCount=3
#自动触发清除任务时间间隔，小时为单位。默认为0，表示不自动清除。
autopurge.purgeInterval=1
客户端命令：
基本命令列表
close
关闭当前会话
connect host:port
重新连接指定Zookeeper服务
create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
创建节点
delete [-v version] path
删除节点，(不能存在子节点）
deleteall path
删除路径及所有子节点
setquota -n|-b val path
设置节点限额 -n 子节点数 -b 字节数
listquota path
查看节点限额
delquota [-n|-b] path
删除节点限额
get [-s] [-w] path
查看节点数据 -s 包含节点状态 -w 添加监听
getAcl [-s] path
ls [-s] [-w] [-R] path
列出子节点 -s状态 -R 递归查看所有子节点 -w 添加监听
printwatches on|off
是否打印监听事件
quit
退出客户端
history
查看执行的历史记录
redo cmdno
重复 执行命令，history 中命令编号确定
removewatches path [-c|-d|-a] [-l]
删除指定监听
set [-s] [-v version] path data
设置值
setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl
为节点设置ACL权限
stat [-w] path
查看节点状态 -w 添加监听
sync path
强制同步节点

node数据的增删改查

列出子节点

ls /
#创建节点
create /luban “luban is good man”

查看节点

get /luban

创建子节点

create /luban/sex “man”

删除节点

delete /luban/sex

删除所有节点 包括子节点

deleteall /luban

三、Zookeeper节点介绍
知识点：
1.节点类型
2.节点的监听(watch)
3.节点属性说明(stat)
4.权限设置(acl)
zookeeper 中节点叫znode存储结构上跟文件系统类似，以树级结构进行存储。不同之外在于znode没有目录的概念，不能执行类似cd之类的命令。znode结构包含如下：
path:唯一路径
childNode：子节点
stat:状态属性
type:节点类型
节点类型
类型 描述
PERSISTENT 持久节点
PERSISTENT_SEQUENTIAL 持久序号节点
EPHEMERAL 临时节点(不可在拥有子节点)
EPHEMERAL_SEQUENTIAL 临时序号节点(不可在拥有子节点)
1.PERSISTENT（持久节点）
持久化保存的节点，也是默认创建的
#默认创建的就是持久节点
create /test

2.PERSISTENT_SEQUENTIAL(持久序号节点)
创建时zookeeper 会在路径上加上序号作为后缀，。非常适合用于分布式锁、分布式选举等场景。创建时添加 -s 参数即可。
#创建序号节点
create -s /test
#返回创建的实际路径
Created /test0000000001
create -s /test
#返回创建的实际路径2
Created /test0000000002

3.EPHEMERAL（临时节点）
临时节点会在客户端会话断开后自动删除。适用于心跳，服务发现等场景。创建时添加参数-e 即可。
#创建临时节点， 断开会话 在连接将会自动删除
create -e /temp

4.EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时序号节点）
与持久序号节点类似，不同之处在于EPHEMERAL_SEQUENTIAL是临时的会在会话断开后删除。创建时添加 -e -s
create -e -s /temp/seq

节点属性

查看节点属性

stat /luban

其属性说明如下表：
#创建节点的事物ID
cZxid = 0x385
#创建时间
ctime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019
#修改节点的事物ID
mZxid = 0x385
#最后修改时间
mtime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019

子节点变更的事物ID

pZxid = 0x385
#这表示对此znode的子节点进行的更改次数（不包括子节点）
cversion = 0

数据版本，变更次数

dataVersion = 0
#权限版本，变更次数
aclVersion = 0
#临时节点所属会话ID
ephemeralOwner = 0x0
#数据长度
dataLength = 17
#子节点数(不包括子子节点)
numChildren = 0

节点的监听：
客户添加 -w 参数可实时监听节点与子节点的变化，并且实时收到通知。非常适用保障分布式情况下的数据一至性。其使用方式如下：
命令 描述
ls -w path 监听子节点的变化（增，删）
get -w path 监听节点数据的变化
stat -w path 监听节点属性的变化
printwatches on|off 触发监听后，是否打印监听事件(默认on)

acl权限设置
ACL全称为Access Control List（访问控制列表），用于控制资源的访问权限。ZooKeeper使用ACL来控制对其znode的防问。基于schemepermission的方式进行权限控制。scheme表示授权模式、id模式对应值、permission即具体的增删改权限位。

scheme:认证模型
方案 描述
world 开放模式，world表示全世界都可以访问（这是默认设置）
ip ip模式，限定客户端IP防问
auth 用户密码认证模式，只有在会话中添加了认证才可以防问
digest 与auth类似，区别在于auth用明文密码，而digest 用sha-1+base64加密后的密码。在实际使用中digest 更常见。
permission权限位
权限位 权限 描述
c CREATE 可以创建子节点
d DELETE 可以删除子节点（仅下一级节点）
r READ 可以读取节点数据及显示子节点列表
w WRITE 可以设置节点数据
a ADMIN 可以设置节点访问控制列表权限
acl 相关命令：
命令 使用方式 描述
getAcl getAcl 读取ACL权限
setAcl setAcl 设置ACL权限
addauth addauth 添加认证用户
world权限示例
语法： setAcl world:anyone:<权限位>
注：world模式中anyone是唯一的值,表示所有人
1.查看默认节点权限：
#创建一个节点
create -e /testAcl
#查看节点权限
getAcl /testAcl
#返回的默认权限表示 ，所有人拥有所有权限。
'world,'anyone: cdrwa

2.修改默认权限为 读写
#设置为rw权限
setAcl /testAcl world:anyone:rw

可以正常读

get /testAcl

无法正常创建子节点

create -e /testAcl/t “hi”

返回没有权限的异常

Authentication is not valid : /testAcl/t

IP权限示例：
语法： setAcl ip::<权限位>

auth模式示例:
语法：
1.setAcl auth:<用户名>:<密码>:<权限位>
2.addauth digest <用户名>:<密码>
digest 权限示例：
语法：
1.setAcl digest :<用户名>:<密钥>:<权限位>
2.addauth digest <用户名>:<密码>
注1：密钥 通过sha1与base64组合加密码生成，可通过以下命令生成
echo -n <用户名>:<密码> | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
注2：为节点设置digest 权限后，访问前必须执行addauth，当前会话才可以防问。
1.设置digest 权限
#先 sha1 加密，然后base64加密
echo -n luban:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
#返回密钥
2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=
#设置digest权限
setAcl /luban digest:luban:2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=:cdrw

2.查看节点将显示没有权限
#查看节点
get /luban
#显示没有权限访问
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /luban

3.给当前会话添加认证后在次查看
#给当前会话添加权限帐户
addauth digest luban:123456
#在次查看
get /luban
#获得返回结果
luban is good man

ACL的特殊说明：
权限仅对当前节点有效，不会让子节点继承。如限制了IP防问A节点，但不妨碍该IP防问A的子节点 /A/B。