一文入门Apache ZooKeeper

一文入门Apache ZooKeeper

什么是Zookeeper

根据官方介绍，Zookeeper提供配置信息管理，命名，分布式协作任务和组服务的中心式服务。主要用在分布式的环境中，简化分布式开发协作任务，让开发人员主要关注业务。

Zookeeper从文件系统的API得到启发，并提供一组API。Zookeeper的文件树结构如下图所示：

Zookeeper的文件树结构

上图中的节点称为znode，采用类似文件系统的层次的树状结构进行元数据的管理。并且可以创建，删除节点或者更新节点内容。Zookeeper提供了四种不同类型的znode。

1、持久persistent节点：持久节点是非常有用的节点，即使创建者不属于应用系统了，节点数据也不会丢失。节点只能通过删除才能清除。

2、持久有序persistent-sequential节点：一个有序节点被分配一个唯一的单调递增的整数，当节点被创建时，会在路径后面追加一个序号。

3、临时ephemeral节点：当创建此节点的客户端会话超时或者主动关闭时，节点会被删除。可以像持久节点一样被主动删除。

4、临时有序ephemeral-sequential节点：一个有序节点被分配一个唯一的单调递增的整数，当节点被创建时，会在路径后面追加一个序号。但像临时节点一样超时或者主动关闭时，节点会被删除。

Zookeeper使用监视和通知模式避免客户端轮询获取节点变更。我们创建一个监听，当阶段更新或者删除时，会通知客户端。

Zookeeper不适用的场景

Zookeeper管理协作的关键数据，不适合管理海量的数据存储。我们应该把存储数据和协作数据分开管理，充分发挥zookeeper的优势。

Zookeeper架构

应用通过客户端对zookeeper服务实现调用，应用程序通过客户端和zookeeper服务器之间进行交互。

Zookeeper架构

Zookeeper有两种运行模式，一种是独立模式，另一种是仲裁模式。独立模式就是一个独立的服务器，就像一个单体系统一样。仲裁模式下，数据在各个服务器中进行复制。在仲裁模式下需要一个法人数量，就是使zookeeper能正常工作的最小服务器的数量。通常用多数原则，最小法人数量大于总数量的一半。

建议集群的数量为奇数，比如5个，法人数量为3，可以运行崩溃的服务器为2，如果集群为4，法人数量也是3，此时允许服务器崩溃的服务器为1个，系统会更脆弱。

Zookeeper会话，在客户端和服务器进行连接是需要创建一个会话，客户端和服务器的所有操作都建立在这个会话的基础之上。

客户端在创建一个zookeeper句柄时，就会建立一个会话，客户端通过TCP协议和服务器进行通信。当客户端连接的当前服务器故障时，会话会转移到其他服务器上，应用并不需要知道。

Zookeeper的安装

1、从官网下载压缩包，解压到指定目录：

zookeeper的目录结构

2、拷贝配置文件，cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

在配置文件 zoo.cfg中配置data目录，dataDir=/users/xxxx/zookeeper

3、启动后台服务：zkServer.sh start

4、启动客户端zkCli.sh（Windows中为zkCli.cmd）

已连接到服务器

仲裁模式下的配置（以三台为例）：

1，下载安装包，和独立模式一样解压到指定目录

2，复制三分配置文件，

cp zoo_sample.cfg zoo-1.cfg

cp zoo_sample.cfg zoo-2.cfg

cp zoo_sample.cfg zoo-3.cfg

3、修改配置文件，在每个配置文件中更新以下配置

修改配置文件

其中server.n项指定了编号为n的中zookeeper服务器的地址和端口号，每个项用分号分成三部分，第一部分为主机IP或者主机名，第二部和第三部分为TCP端口号，分别用于仲裁通信和群首选举。如果服务器是不同机器上部署，上面的端口号可以完全相同。

4、在每个data目录下创建myid文件，服务器启动的时候读取这个文件获取服务器ID信息。

5、启动服务，启动的时候可以指定配置文件，比如zkServer.sh start zoo-1.cfg

这样一个集群就配置好了，启动的时候，如果先启动第一台服务器，其他服务器没有启动，此时不能选举出Leader。再启动第二台的时候，这个时候能构成最小法人数量，就会选举出一个Leader。最后启动第三台，第三台就作为Follwer提供服务。

Zookeeper使用

1、新建工程，在pom中添加zookeeper的依赖

添加zookeeper的依赖

2，创建zookeeper实例，zooKeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 1000, new Matcher())

3，调用zookeeper.create方法创建一个znode

全部代码如下：

zookeeper测试代码

最后简单说明下配置文件中的几个配置

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，单位是毫秒。

initLimit：集群中的follower服务器(F)与leader服务器(L)之间 初始连接 时能容忍的最多心跳数（tickTime的数量），initLimit=10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。

syncLimit：集群中的follower服务器(F)与leader服务器(L)之间 请求和应答 之间能容忍的最多心跳数（tickTime的数量）

dataDir：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：Zookeeper 会监听这个端口也是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口，接受客户端的访问请求。