节点类型(znode)

  1. 持久节点，所谓持久节点，是指在节点创建后，就一直存在，直到有删除操作来主动清除这个节点。
  2. 临时节点，和持久节点不同的是，临时节点的生命周期和客户端会话绑定。也就是说，如果客户端会话失效，那么这个节点就会自动被清除掉。注意，这里提到的是会话失效，而非连接断开。另外，在临时节点下面不能创建子节点。
  3. 持久顺序节点，这类节点的基本特性和持久节点是一致的。额外的特性是，在ZK中，每个父节点会为他的第一级子节点维护一份时序，会记录每个子节点创建的先后顺序。基于这个特性，在创建子节点的时候，可以设置这个属性，那么在创建节点过程中，ZK会自动为给定节点名加上一个数字后缀，作为新的节点名。这个数字后缀的范围是整型的最大值。
  4. 临时顺序节点，类似临时节点和顺序节点

zookeeper默认对每个结点的最大数据量有一个上限是1M

Stat

ZooKeeper命名空间中的每个znode都有一个与之关联的stat结构，类似于Unix/Linux文件系统中文件的stat结构。 znode的stat结构中的字段显示如下，各自的含义如下：

  • cZxid：创建znode的事务ID。
  • mZxid：最后修改znode的事务ID。
  • pZxid：最后修改添加或删除子节点的事务ID。
  • ctime：表示从1970-01-01T00:00:00Z开始以毫秒为单位的znode创建时间。
  • mtime：表示从1970-01-01T00:00:00Z开始以毫秒为单位的znode最近修改时间。
  • dataVersion：表示对该znode的数据所做的更改次数。
  • cversion：这表示对此znode的子节点进行的更改次数。
  • aclVersion：表示对此znode的ACL进行更改的次数。
  • ephemeralOwner：如果znode是ephemeral类型节点，则这是znode所有者的 session ID。 如果znode不是ephemeral节点，则该字段设置为零。
  • dataLength：这是znode数据字段的长度。
  • numChildren：这表示znode的子节点的数量。

Zxid-后面讲zab算法会着重讲

类似于RDBMS中的事务ID，用于标识一次更新操作的Proposal ID。为了保证顺序性，该zkid必须单调递增。因此ZooKeeper使用一个64位的数来表示，高32位是Leader的epoch，从1开始，每次选出新的Leader，epoch加一。低32位为该epoch内的序号，每次epoch变化，都将低32位的序号重置。这样保证了zkid的全局递增性。

Watch

一个zk的节点可以被监控，包括这个目录中存储的数据的修改，子节点目录的变化，一旦变化可以通知设置监控的客户端，这个功能是zookeeper对于应用最重要的特性，通过这个特性可以实现的功能包括配置的集中管理，集群管理，分布式锁等等。
watch机制官方说明：一个Watch事件是一个一次性的触发器，当被设置了Watch的数据发生了改变的时候，则服务器将这个改变发送给设置了Watch的客户端，以便通知它们。
可以注册watcher的方法：getData、exists、getChildren。
可以触发watcher的方法：create、delete、setData。连接断开的情况下触发的watcher会丢失。
一个Watcher实例是一个回调函数，被回调一次后就被移除了。如果还需要关注数据的变化，需要再次注册watcher。
New ZooKeeper时注册的watcher叫default watcher，它不是一次性的，只对client的连接状态变化作出反应。

event For “/path” event For “/path/child”
create(“/path”) EventType.NodeCreated 无
delete(“/path”) EventType.NodeDeleted 无
setData(“/path”) EventType.NodeDataChanged 无
create(“/path/child”) EventType.NodeChildrenChanged（getChild） EventType.NodeCreated
delete(“/path/child”) EventType.NodeChildrenChanged（getChild） EventType.NodeDeleted
setData(“/path/child”) 无 EventType.NodeDataChanged
event For “/path” Default Watcher exists(“/path”) getData(“/path”) getChildren(“/path”)
EventType.None √ √ √ √
EventType.NodeCreated √ √
EventType.NodeDeleted √ √
EventType.NodeDataChanged √ √
EventType.NodeChildrenChanged √

exits和getData设置数据监视，而getChildren设置子节点监视

常用命令

创建节点（znode）

用给定的路径创建一个节点。flag参数指定创建的节点是临时的，持久的还是顺序的。默认情况下，所有节点都是持久的。
当会话过期或客户端断开连接时，临时节点（flag：-e）将被自动删除。
顺序节点保证节点路径将是唯一的。
ZooKeeper集合将向节点路径填充10位序列号。例如，节点路径 /myapp 将转换为/myapp0000000001，下一个序列号将为/myapp0000000002。如果没有指定flag，则节点被认为是持久的。
语法：
create /path data
示例：
create /FirstNode first
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] create /FirstNode first
  2. Created /FirstNode

要创建顺序节点，请添加flag：-s，如下所示。
语法：
create -s /path data
示例：
create -s /FirstNode second
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] create -s /FirstNode second
  2. Created /FirstNode0000000018

要创建临时节点，请添加flag：-e ，如下所示。
语法：
create -e /path data
示例：
create -e /FirstNode-ephemeral ephemeral
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] create -e /FirstNode-ephemeral ephemeral
  2. Created /FirstNode-ephemeral

记住当客户端断开连接时，临时节点将被删除。你可以通过退出ZooKeeper CLI，然后重新打开CLI来尝试。

获取数据

它返回节点的关联数据和指定节点的元数据。你将获得信息，例如上次修改数据的时间，修改的位置以及数据的相关信息。此CLI还用于分配监视器以显示数据相关的通知。
语法：
get /path
示例：
get /FirstNode
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] get /FirstNode
  2. first
  3. cZxid = 0xa2
  4. ctime = Wed Dec 12 13:29:14 CST 2018
  5. mZxid = 0xa2
  6. mtime = Wed Dec 12 13:29:14 CST 2018
  7. pZxid = 0xa2
  8. cversion = 0
  9. dataVersion = 0
  10. aclVersion = 0
  11. ephemeralOwner = 0x0
  12. dataLength = 5
  13. numChildren = 0

要访问顺序节点，必须输入znode的完整路径。
示例：
get /FirstNode0000000018
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] get /FirstNode0000000018
  2. second
  3. cZxid = 0xa3
  4. ctime = Wed Dec 12 13:30:44 CST 2018
  5. mZxid = 0xa3
  6. mtime = Wed Dec 12 13:30:44 CST 2018
  7. pZxid = 0xa3
  8. cversion = 0
  9. dataVersion = 0
  10. aclVersion = 0
  11. ephemeralOwner = 0x0
  12. dataLength = 6
  13. numChildren = 0

设置数据

设置指定znode的数据。完成此设置操作后，你可以使用 get CLI命令检查数据。
语法：
set /path /data
示例：
set /FirstNode first_update
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 12] set /FirstNode first_update
  3. WATCHER::
  5. WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/FirstNode
  6. cZxid = 0xa2
  7. ctime = Wed Dec 12 13:29:14 CST 2018
  8. mZxid = 0xa6
  9. mtime = Wed Dec 12 13:51:39 CST 2018
  10. pZxid = 0xa2
  11. cversion = 0
  12. dataVersion = 1
  13. aclVersion = 0
  14. ephemeralOwner = 0x0
  15. dataLength = 12
  16. numChildren = 0

创建子节点

创建子节点类似于创建新的znode。唯一的区别是，子znode的路径也将具有父路径。
语法：
create /parent/path/subnode/path data
示例：
create /FirstNode/Child firstchildren
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 13] create /FirstNode/Child firstchildren
  2. Created /FirstNode/Child
  3. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] create /FirstNode/Child2 secondchildren
  4. Created /FirstNode/Child2

列出子节点

此命令用于列出和显示znode的子项。
语法：
ls /path
实例：
ls /FirstNode
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 15] ls /FirstNode
  2. [Child2, Child]

检查状态

状态描述指定的znode的元数据。它包含时间戳，版本号，ACL，数据长度和子znode等细项。
语法：
stat /path
示例：
stat /FirstNode
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 16] stat /FirstNode
  2. cZxid = 0xa2
  3. ctime = Wed Dec 12 13:29:14 CST 2018
  4. mZxid = 0xa6
  5. mtime = Wed Dec 12 13:51:39 CST 2018
  6. pZxid = 0xa8
  7. cversion = 2
  8. dataVersion = 1
  9. aclVersion = 0
  10. ephemeralOwner = 0x0
  11. dataLength = 12
  12. numChildren = 2

移除Znode

移除指定的znode并递归其所有子节点。只有在znode可用的情况下才会发生。
语法：
rmr /path
示例：
rmr /FirstNode
输出：

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] rmr /FirstNode 
  2. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 18] get /FirstNode
  3. Node does not exist: /FirstNode

删除(delete /path)命令类似于 remove 命令，但是只适用于没有子节点的znode。

ACL

zk做为分布式架构中的重要中间件，通常会在上面以节点的方式存储一些关键信息，默认情况下，所有应用都可以读写任何节点，在复杂的应用中，这不太安全，ZK通过ACL机制来解决访问权限问题。

  • ZooKeeper的权限控制是基于每个znode节点的，需要对每个节点设置权限
  • 每个znode支持设置多种权限控制方案和多个权限
  • 子节点不会继承父节点的权限，客户端无权访问某节点，但可能可以访问它的子节点

ACL 权限控制，使用：schemaZookeeper详细功能介绍与客户端框架使用 - 图1permission 来标识，主要涵盖 3 个方面：

  • 权限模式（Schema）：鉴权的策略
  • 授权对象（ID）
  • 权限（Permission）

schema

  • world：只有一个用户：anyone，代表所有人（默认）
  • ip：使用IP地址认证
  • auth：使用已添加认证的用户认证
  • digest：使用“用户名:密码”方式认证

id

授权对象ID是指，权限赋予的用户或者一个实体，例如：IP 地址或者机器。授权模式 schema 与 授权对象 ID 之间关系：

  • world：只有一个id，即anyone
  • ip: 通常是一个ip地址或地址段，比如192.168.0.110或192.168.0.1/24
  • auth：用户名
  • digest：自定义：通常是”username:BASE64(SHA-1(username:password))”

权限

  • CREATE, 简写为c，可以创建子节点
  • DELETE，简写为d，可以删除子节点（仅下一级节点），注意不是本节点
  • READ，简写为r，可以读取节点数据及显示子节点列表
  • WRITE，简写为w，可设置节点数据
  • ADMIN，简写为a，可以设置节点访问控制列表

查看ACL

查看ACL

  1. getAcl /parent

返回

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 122] getAcl /parent
  2. 'world,'anyone
  3. : cdrwa

默认创建的节点的权限是最开放的，所有都可以增删查改管理。

设置ACL

设置节点对所有人都有写和管理权限

  1. setAcl /parent world:anyone:wa

所以去读取数据的时候会提示

  1. [zk: localhost:2181(CONNECTED) 124] get /parent
  2. Authentication is not valid : /parent

先添加用户：

  1. addauth digest zhangsan:12345

再设置权限，这个节点只有zhangsan这个用户拥有所有权限

  1. setAcl /parent auth:zhangsan:123456:rdwca

超级管理员

超级管理员的用户名为super，密码自定义比如：admin

  1. 首先调用DigestAuthenticationProvider.generateDigest(“super:admin”)获取签名，比如结果为：super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs=
  2. 在启动Zookeeper服务端时加入-Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs=
  3. 启动zookeeper并使用客户端进行连接
  4. 如果遇到没有操作权限的节点，这时可以addauth digest super:admin来开启管理员，即有所有权限

Curator客户端

  1. Recipes：Zookeeper典型应用场景的实现，这些实现是基于Curator Framework。
  2. Framework：Zookeeper API的高层封装，大大简化Zookeeper客户端编程，添加了例如Zookeeper连接管理、重试机制等。
  3. Utilities：为Zookeeper提供的各种实用程序。
  4. Client：Zookeeper client的封装，用于取代原生的Zookeeper客户端（ZooKeeper类），提供一些非常有用的客户端特性。
  5. Errors：Curator如何处理错误，连接问题，可恢复的例外等。

Curator主要解决了三类问题

  1. 封装ZooKeeper client与ZooKeeper server之间的连接处理
  2. 提供了一套Fluent风格的操作API
  3. 提供ZooKeeper各种应用场景(recipe, 比如共享锁服务, 集群领导选举机制)的抽象封装

原生Zookeeper客户端存在的问题

客户端在连接服务端是会设置一个sessionTimeout（session过期时间），并且客户端会给服务端发送心跳以刷新服务端的session时间。
当网络断开后，服务端无法接受到心跳，会进行session倒计时，判断是否超过了session过期时间，一旦超过了过期时间，就发送了Session过期，就算后来网络通了，客户端从新连接上了服务端，就会接受session过期的事件，从而删除临时节点和watcher等等。原生客户端不会重建session。