ZooKeeper专题（1）：ZooKeeper概念&安装&基本数据模型

参考视频：慕课网【ZooKeeper分布式专题与Dubbo微服务入门】

第1章 分布式系统概念与ZooKeeper简介

1-1 zookeeper简介

zookeeper：动物园管理员


• 中间件，提供协调服务

• 作用于分布式系统，发挥其优势，可以为大数据服务

• 支持java，提供java和c语言的客户端API

1-2 什么是分布式系统

• 很多台计算机组成一个整体，一个整体一致对外并且处理同一请求
• 内部的每台计算机都可以相互通信（rest/rpc）
• 客户端到服务端的一次请求到响应结束会经历多台计算机

案例图解：



1-3 分布式系统的瓶颈以及zk的相关特性

高并发

zk的相关特性

• 一致性：数据一致性，数据按顺序分批入库。
• 原子性：事务要么都成功，要么都失败，不会局部化。
• 单一视图：客户端连接集群中的任一zk节点，数据都是一致的。
• 可靠性：每次对zk的操作状态都保存在服务器中。
• 实时性：客户端可以读取zk服务端的最新数据。

第2章 ZooKeeper安装

2-1 JDK的安装

zookeeper是用java编译的

Code

[machine@machinehost ~]$ java -version
openjdk version "1.8.0_161"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_161-b14)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.161-b14, mixed mode)

2-2 zookeeper下载、安装以及配置环境变量

“单机zookeeper安装”

下载：https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/zookeeper-3.4.11.tar.gz

安装：

bash

tar -zxvf zookeeper-3.4.11.tar.gz
# 重命名
mv zookeeper-3.4.11 zookeeper
# 移位置
sudo mv zookeeper /usr/local/
# 编写环境变量
sudo vim /etc/profile
# 修改生效
source /etc/profile

/etc/profile

bash

# set java environment
JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.161-0.b14.el7_4.x86_64
JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
# 修改1
ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper
CLASS_PATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JRE_HOME/lib
# 修改2
PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/bin
# 修改3
export JAVA_HOME JRE_HOME ZOOKEEPER_HOME CLASS_PATH PATH

2-3 zookeeper文件夹主要目录介绍

• bin
• conf
• contrib：一些附加功能
• dist-maven：mvn编译后的目录
• docs：帮助文档
• lib：需要依赖的jar包（做cli开发时用到）
• recipes：案例demo代码
• src

2-4 zookeeper配置文件介绍，运行zk

zoo.cgf参数介绍：

• tickTime:用于计算的时间单元。比如session超时：N*tickTime.
• initLimit:用于集群，允许从节点连接并同步到 master节点的初始化连接时间，以tickTime 的倍数来表示(例如initLimit=10).
• syncLimit:用于集群， master主节点与 从节点 之间发送消息，请求和应答 时间长度（心跳机制）
• dataDir:必须配置。
• dataLogDir:日志目录（如果不配置会和dataDir公用）。
• clientPort：连接服务器的端口，默认2181

修改配置：

bash

cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
sudo vim zoo.cfg
# 创建文件
mkdir dataDir
mkdir dataLogDir

zoo.cfg

bash

# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial 
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between 
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
# do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
# example sakes.

# 修改1
# dataDir=/tmp/zookeeper
dataDir=/usr/local/zookeeper/dataDir
dataLogDir=/usr/local/zookeeper/dataLogDir

# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
# ...

此时单机zookeeper配置完成

运行zk

bash

# 查看可用参数
$ zkServer.sh 
...
# restart 重启
# stop 停止服务
Usage: /usr/local/zookeeper/bin/zkServer.sh {start|start-foreground|stop|restart|status|upgrade|print-cmd}

# 启动
$ zkServer.sh start
...
Starting zookeeper ... STARTED

# 查看状态
$ zkServer.sh status
...
Mode: standalone # 单机的

第3章 ZooKeeper基本数据模型

3-1 zk数据模型介绍

1. 是一个树型结构，类似前端开发中的tree.js组件。zk的数据模型也可以理解为linux/unix的文件目录：usr/local/…

2. 每个节点称之为znode,它可以有子节点(相当于子目录)，也可以有数据。

3. 每个节点分为临时节点和永久节点，临时节点会在客户端断开后消失。(在分布式锁会涉及)

4. 每个zk节点都各自的版本号，可以通过命令行来显示节点信息。

5. 每个节点数据发生变化，那么节点的版本号会累加(乐观锁)。??

6. 删除、修改过期节点，版本号不匹配则会报错。

7. 每个zk节点存储的数据不宜过大，几K即可。

8. 节点可以设置acl（权限控制链表）,可以通过权限来控制用户的访问。

3-2 zk客户端连接关闭服务端，查看znode

• 客户端连接

• 查看znode结构

• 关闭客户端连接

bash

# 启动服务端
$ zkServer.sh restart

# 启动客户端
$ zkCli.sh 
...
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0]

# 帮助
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] help
ZooKeeper -server host:port cmd args
	stat path [watch]
	set path data [version]
	ls path [watch]	# 查看指定目录列表
	delquota [-n|-b] path
	...

# 查看指定目录列表 ls path [watch]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /
[zookeeper]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] ls /zookeeper
[quota]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] ls /zookeeper/quota
[]	# 是个空目录，这是zookeeper初始化的状态

# 关闭客户端连接
Control+C

3-3 zookeeper的作用体现

1. master节点选举，主节点挂了以后，从节点就会接手工作，并且保证这个节点是唯一的，这也就是所谓的首脑模式，从而保证我们的集群是高可用的。

2. 统一配置文件管理，即只需要部署一台服务器，则可以把相同的配置文件同步更新到其他所有服务器，此操作在云计算的特别多。（假设修改了redis统一配置，需要在以下服务器中同时生效，通过zookeeper只需要修改一台电脑 ）


3. 发布与订阅，类似消息队列MQ（amq,rmq）,dubbo发布者把数据存在znode上，订阅者会读取这个数据。

4. 提供分布式锁，分布式环境中不同进程之间争夺资源，类似多线程中的锁。

   

5. 集群管理，集群中保证数据的强一致性。