1、Zookeeper入门

1、概述

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目

2、工作机制

Zookeeper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。
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3、特点

  • Zookeeper：一个领导者（leader），多个跟随者（Follower）组成的集群
  • 集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务
  • 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
  • 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

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4、数据结构

ZooKeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似,整体上可以看作是一棵树,每个节点称做一个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。
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5、应用场景

  • 提供的服务包括:统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。

    1、统一命名服务

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    2、统一配置服务


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    3、统一集群管理

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    4、服务器动态上下线

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    5、软负载均衡

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    6、下载地址

    1、官网地址

    http://zookeeper.apache.org/

2、Zookeeper安装

1、本地模式安装部署

（1）安装jdk
（2）拷贝Zookeeper安装包到Linux系统下
（3）解压到指定目录

  1. tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C 目标路径

2、配置修改

(1) 将/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/conf 这个路径下的 zoo_sample.cfg ,修改为 zoo.cfg;

  1. mv zoo sample.cfg zoo.cfg

(2) 打开zoo.cfg文件，修改dataDir路径

  1. vim zoo. cfg.

修改如下内容:
dataDir=/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/zkData
(3) 在/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/这个目录上创建zkData文件夹

  1. mkdir zkData

3、操作

（1）启动运行/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/bin里面的如下命令

  1. ./zkServer.sh start

（2）查看进程是否启动

  1. djydeMacBook-Pro:bin DD$ jps
  2. 8982 QuorumPeerMain
  3. 9032 Jps
  4. 488

（3）查看状态

  1. djydeMacBook-Pro:bin DD$ ./zkServer.sh status
  2. /usr/bin/java
  3. ZooKeeper JMX enabled by default
  4. Using config: /Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/bin/../conf/zoo.cfg
  5. Client port found: 2181. Client address: localhost. Client SSL: false.
  6. Mode: standalone

（4）启动客户端/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/bin里面的

  1. ./zkCli.sh

（5）退出客户端

  1. quit

（6）停止Zookeeper在/Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/bin里面的

  1. ./zkServer.sh stop
  1. djydeMacBook-Pro:bin DD$ ./zkServer.sh stop
  2. /usr/bin/java
  3. ZooKeeper JMX enabled by default
  4. Using config: /Users/djy/WorkFile/zookeeper-3.6.3-bin/bin/../conf/zoo.cfg
  5. Stopping zookeeper ... STOPPED

4、配置参数解读

Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义解读如下:

  • 1、 tickTime =2000:通信心跳数，Zookeeper 服务器与客户端心跳时间，单位毫秒。
    • Zookeeper使用的基木时间，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， 时间单位为毫秒。它用于心跳机制，并且设置最小的session超时时间为两倍心跳时间。(session的最小超时时间是2*tickTime)
  • 2、 initLimit =10: LF初始通信时限。
    • 集群中的Follower跟随者服务器与Leader领导者服务器之间初始连接时能容忍的最多心跳数( tickTime的数量) ，用它来限定集群中的Zookeeper服务器连接到Leader的时限。
    1. syncLimit =5: LF同步通信时限。
      • 集群中Leader与Follower之间的最大响应时间单位，假如响应超过syncLimit *tickTime，Leader认为Follwer死掉，从服务器列表中删除Follwer
    1. dataDir: 数据文件目录+数据持久化路径
      • 主要用于保存Zookeeper中的数据。
    1. clientPort =2181:客户端连接端口。
      • 监听客户端连接的端口。

        3、Zookeeper内部原理

        1、选举机制（面试重点）

  • 1)半数机制:集群中半数以上机器存活，集群可用。所以Zookeeper 适合安装奇数台服务器。

  • 2) Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave.但是，Zookeeper.工作时,是有一个节点为Leader， 其他则为Follower， Leader是通过内部的选举机制临时产生的。
  • 3)以一个简单的例子来说明整个选举的过程。假设有五台服务器组成的Zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据，在存放数据量这一点上，都是一样的。假设这些服务器依序启动，来看看会发生什么，如图所示。

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  • （1）服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报文没有任何响应，所以它的选举状态一直是LOOKING状态。
  • （2）服务器2启动，它与最开始启动的服务器1进行通信，互相交换自己的选举结果，由于两者都没有历史数据，所以id值较大的服务器2胜出，但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3)，所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。
  • （3）服务器3启动，根据前面的理论分析，服务器3成为服务器1、2、3中的老大，而与上面不同的是，此时有三台服务器选举了它，所以它成为了这次选举的Leader。
  • （4）服务器4启动，根据前面的分析，理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的，但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3，所以它只能接收当小弟的命了。
  • （5）服务器5启动，同4一样当小弟。

    2、节点类型

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    4、Zookeeper实战