Zookeeper介绍

一、什么是zookeeper？

zookeeper是一个高性能，分布式的，开源分布式应用协调服务。它提供了简单原始的功能，分布式应用可以基于它实现更加高级的服务，比如同步，配置管理，集群管理，命名空间。它被设计为易于编程，使用文件系统目录作为数据模型。服务端跑在java上，提供java和c的客户端api

二、zookeeper数据模型

1. 分层结构

2. 树形结构中的每个节点叫做Znode

3. 每个Znode都有数据（byte[]类型），也可以有子节点

4. 节点路径

• 斜线分割：/Zoo/Duck

• 没有相对路径

5. 通过数据结构stat来存储数据的变化、ACL的变化和时间戳

6. 数据发生变化是，版本号会递增

7. 可以对Znode中的数据进行读写操作

三、zookeeper应用场景

1. 数据发布订阅

   数据发布/订阅即所谓的配置中心：发布者将数据发布到zk的一个或者一系列节点上，订阅者进行数据订阅，当数据有变化时，可以及时的得到数据的变化通知

2. 负载均衡（非主要应用场景）

   本质是利用zookeeper的配置管理功能，涉及的步骤为：

• 服务win供着把自己域名几IP端口的映射注册到zk中

• 服务消费者通过域名从zk中获取到相应的IP及端口，这个IP及端口有多个，只是获取其中的一个

• 当服务提供者宕机是，对应的域名与IP的对应就会减少一个映射

  阿里的dubbo服务框架就是基于zk来实现服务路由和负载

3. 命名服务

   在分布式系统总，命名服务（Name Service）也是很重要的应用场景，通过zk也可以实现类似一J2EE中的JNDI的效果；分布式环境下，命名服务更多是资源定位，并不是真正的实体资源，其本质也是用到zk的集中配置管理和查找

4. 分布式协调/通知

• 通过watcher和通知机制实现

• 分布式锁

• 分布式事务

5. 集群管理（用的多）

• 维护集群中的机器数量

• 集群中机器的运行状态

• 集群中机电的上下线操作

• 集群节点的统一配置

6. Master选举

• 临时节点

• 顺序节点

7. 分布式锁

• 排他锁

• 共享锁

8. 分布式队列

• FIFO

四、zookeeper基本概念

• 集群角色

• Leader：为客户端提供读和写服务

• Follower：提供读服务，所有写服务都需要转交给Leader角色，参与选举

• Observer：提供读服务，不参与选举过程，一般是为了增强zk集群的读请求并发能力

• 会话

• zk的客户端与zk的服务端之间的连接

• 通过心跳检测保持客户端连接的存活

• 接受来自服务端的watch事件通知

• 可以设置超时时间

• 数据节点（Znode）

• 不是机器的意思

• Zk树形结构中的数据节点，用于存储数据

• 持久节点：一旦创建，除非主动调用删除操作，否则一直存储在zk上

• 临时节点：与客户端的会话绑定，一旦客户端会话消失，这个客户端创建的临时节点都会被移除

• SEQUENTIAL Znode：创建临时节点时，如果设置属性SEQUENTIAL,则会自动再借点后面追加一个整型数字

• 版本

• Version：当前Znode的版本

• Cversion：当前Znode的子节点的版本

• Aversion：当前Znode的ACL（访问控制）版本

• Watcher

• 作用于Znode节点上

• 多种事件通知：数据更新，子节点状态等

• ACL

• Access Control Lists

• 类似于linux/unix的权限控制

• CREATE：创建子节点权限

• READ：获取节点数据和子节点列表的权限

• WRITE：更新节点数据的权限

• DELETE：删除子节点的权限

• ADMIN：设置节点ACL的权限

  注:CREATE和DELETE是针对子节点的权限

五、zookeeper单机模式

用于开发测试环境下，不可用与生产环境中，zk基于java开发，单机模式的资源需求和普通的java程序差不多

1.安装部署

• 环境准备

• Jdk1.6及以上

• 机器配置：2核/2G

• 安装

• ZOOKEEPER_HOME=/home/zookeeper-3.4.6

• PATH:$JAVA_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/bin

• Windows下采用winzip或winwar解压

• Linux下采用命令：tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz

• 下载地址：http://www.apache.org/dyn/closer.cgi/zookeeper/

• 解压文件

• 配置环境变量

2.目录结构

• bin：命令

• config:配置文件

• zoo_sample.cfg位样例配置文件，需修改为自己的名称，一般为zoo.cfg

• Log4j.properties为日志配置文件

• Contrib:一些用于操作zk的工具包

• lib:zk依赖的某些包

• Recipes：zk某些用法的示例代码

• Dist-maven：maven编译后的发布目录

3.运行配置

• conf下的zoo_sample.cfg 修改为zoo.cfg

• 配置zoo.cfg

• 2*tickTime是客户端会话的超时时间

• 1*tickTime是客户端与zk服务端的心跳时间

• tickTime：默认3000ms，作为一种基本单元，可用它的倍数来表示系统内部的时间间隔配置，比如：

• dataDir：无默认配置，必须配置；用于配置存储快照文件的目录，如果没有配置dataLogDir，那么事务志也会存储在此目录

• clientPort:zk的运行端口，默认是2181

• 启动

• windows：直接双击zkServer.cmd

• linux:zkerver.sh start

• 客户端连接

• linux：bin/zkCli.sh

• Windows:bin/zkCli.cmd

• 命令不带任何参数默认连接到localhost：2181

• zkCli.cmd -server ip:port连接到指定的服务器地址

六、客户端常用命令

1. ls path [watch]

• path表示指定数据节点的节点路径（绝对路径）

• 累不指定节点下的所有子节点

• 只能查看第一级的所有子节点

• 刚安装时ls / 下只有默认的zookeeper保留节点

• watch表示监听path的子节点的变化

2. create [-s] [-e] path data acl

• 创建zook节点

• -s或者-e表示创建的是顺序节点或或者临时节点，不加默认创建的是持久节点

• path为节点的全路径，没有相对节点的表示方式

• data为当前节点内存储的数据

• acl用来进行权限控制，缺省的情况下不做任务权限控制

3. get path [watch]

• 获取指定节点的数据内容和属性信息

• path表示指定数据节点的节点路径

4. set path data [version]

• 更新指定节点的数据内容

• path表示指定的节点路径

• data为更新的数据

• version为指定被更新的数据版本，一般不指定，如果数据版本已经更新，则指定旧版本是会报错

5. delete path [version]

• 删除指定节点

• path表示要删除的节点路径

• version为指定要删除的数据版本，一般不指定，如果数据版本已经更新，则指定旧版本是会报错