Zookeeper

Zookeeper 入门

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。

Zookeeper =文件系统+通知机制

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。

Zookeeper特点

1）Zookeeper：一个领导者（Leader），多个跟随者（Follower）组成的集群。

2）集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。

3）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。

4）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。

5）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。

6）实时性，在一定时间范围内，Client能读到最新数据。

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1M B的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

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。

统一命名服务：

在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。

例如：IP不容易记住，而域名容易记住。

统一配置管理

分布式化境下，配置文件同步非常常见，要求一个集群中所有节点的配置信息一致，对配置文件修改后也能快速同步到各个节点。

1. 可将配置信息写入ZooKeeper上的一个Znode。
2. 各个客户端服务器监听这个Znode。
3. 一 旦Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知 各个客户端服务器。

统一集群管理

分布式环境中，实时掌握每个节点的状态时必要的，可根据节点试试状态做一些调整。

ZooKeeper可以实时监控节点的状态变化，将节点信息写入到ZooKeeper上的一个ZNode，监控这个ZNode可获得它的实时状态变化。

服务器动态上下线

客户端能实时观察到服务器的上下线变化

软负载均衡

在ZooKeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器处理最新请求

下载地址

1．官网首页： https://zookeeper.apache.org/

Zookeeper 安装

本地模式安装部署

配置参数解读

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Zookeeper 内部原理

选举机制

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主从，但是在工作的是时候，主已经通过内部的选举机制临时产生了。

原理：

假设有5台服务器组成的集群，id为1-5，都是最新启动的。依序启动的话，服务器1启动会发起选举，投自己1票但是不过半数，选举不会完成。

服务器2启动再次发起选举，id比1大，服务器1就会投2号，2号投自己，2票不过半数，选举无法完成。

服务器3启动发起选举，12会投3，3投自己，3票过半数，服务器3当选leader，其他服务器变为slaver。

服务器4启动发起选举，因为服务器123已经不是Looking状态，不能更改投票信息，4投自己，3：1，4也会变为slaver

5同上。

节点类型

持久：客户端与服务器断开连接，创建的节点不删除

短暂：节点删除

持久化节点：客户端和Zookeeper断开连接后，节点依旧存在

持久化顺序目录节点：节点依然存在，只是给节点名称进行顺序编号。被用于所有的事件进行排序。

临时目录节点：客户端和ZooKeeper断开连接后，节点就会被删除

临时顺序目录节点：节点被删除，只是给节点名称进行顺序编号。被用于所有的事件进行排序。

监听器原理

1. 首先客户端有个main（）线程

2. 在main线程创建一个ZooKeeper客户端，这时候就会创建出两个线程，一个负责网络连接通信（Connect），一个负责监听（Listener）

3. 通过connect线程将注册的监听事件发送给ZooKeeper

4. ZooKeeper就会在注册监听列表中添加进监听事件

5. 当监听到有数据变化（节点数据变化）或路径变化之后（节点增删），就会将消息发送给listener线程

6. listener线程内部就会调用业务方法。

写数据流程

1. 客户端向ZooKeeper的server1写数据，发送一个请求
2. server1不是leader，就会将请求转发给leader
3. leader就会将写的请求广播给其他follower，当写成功之后再通知leader
4. 如果leader收到大多数的follower写数据成功，就会告诉server1写入成功
5. server1就会告诉客户端写入成功

API应用

环境搭建

面试题

1. ZooKeeper的部署方式有哪几种？集群中的角色有哪些？集群最少有几台机器？

   部署方式为单机模式、集群模式

   角色：主、从

   集群最少有3个机器

2. 常用命令

   ls path [watch]：查看当前节点数据(有哪些子节点),watch代表增加监听事件，增删节点监听（1次有效）

   ls2 path [watch]：查看当前节点数据和更新次数等数据

   create ：普通创建 -s 含有序列 -e 临时节点

   get path [watch]：获取节点的值

   set：设置节点具体值

   stat：查看节点状态

   delete：删除节点

   rmr：递归删除节点