Zookeeper系列-1Zookeeper简介及部署

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学习目标

理解Zookeeper的核心功能

理解Zookeeper的数据模型和znode结构

掌握Zookeeper在不同操作系统上的部署

第1章Zookeeper简介1.1概念

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。它包含一个简单的原语集，提供Java和C的接口。ZooKeeper代码版本中，提供了分布式独享锁、选举、队列的接口，代码在$zookeeper_home\src\recipes。其中分布锁和队列有Java和C两个版本，选举只有Java版本。

上面是百度百科对Zookeeper的解释，实际上，Zookeeper就是一个第三方的存储软件，它是一个独立的项目，相当于一个上帝视角，站在上帝的角度为我们的业务系统提供数据存储（比如注册中心和配置中心的功能），已经动态监听的功能（当zk上的数据发生变化，它会通过watch机制告诉我们的业务系统）。

通过上面的介绍，我相信大家应该能对Zookeeper（后面统一称为zk）有个大概的认识，那我们接着来聊一聊它作为一个上帝，要提供哪些核心功能：

首先它要存储数据，所以它必须提供一个数据结构去存储。至于它的数据结构是什么样的后面会讲。

数据存储上来之后，当数据发生变化，我得告知业务系统。怎么告知，什么时候告知，告知哪些业务系统都得考虑，这里怎么告知肯定是通过网络通信协议去做的，什么时候告知是通过watcher机制去观察的，告知谁是在我们zk上有个session保存我要告知的业务系统的。

因为zk是用在分布式系统上的，为了保证高可用性，zk通常也会做集群，那zk做集群的话也会牵扯到数据一致性，怎么保证zk的每个节点数据是同步的呢？后面也会讲解，大家别慌。

OK，以上就是zk要实现的核心功能，围绕着这三个核心功能，我们再去分析原理，推导核心流程，这样我相信大家就不会觉得在学习过程中一头雾水了。

一步步来，我们现在认识zk是个什么玩意儿了，然后再浅尝辄止认识认识它的整体结构，最后这篇文章我们再搭建一下zk的服务玩一下它的api。那本文就算达到目的了。当我们熟悉了它的使用，再去掌握它的原理，那这块技术才算拿下。

1.2数据结构

zookeeper提供的名称空间非常类似于标准文件系统，key-value的形式存储。名称key由斜线/分割的一系列路径元素，zookeeper名称空间中的每个节点都是由一个路径标识。

1.3重要特性1.3.1节点状态信息

节点除了存储数据内容以外，还存储了数据节点本身的一些状态信息，通过get命令可以获得状态信息的详细内容，如图所示。

版本-保证分布式数据原子性。zookeeper为数据节点引入了版本的概念，每个数据节点都有三类版本信息，对数据节点任何更新操作都会引起版本号的变化，版本有点和我们经常使用的乐观锁类似。这里有两个概念说一下，一个是乐观锁，一个是悲观锁。

悲观锁：是数据库中一种非常典型且非常严格的并发控制策略。假如一个事务A正在对数据进行处理，那么在整个处理过程中，都会将数据处于锁定状态，在这期间其他事务无法对数据进行更新操作。

乐观锁：乐观锁和悲观锁正好想法，它假定多个事务在处理过程中不会彼此影响，因此在事务处理过程中不需要进行加锁处理，如果多个事务对同一数据做更改，那么在更新请求提交之前，每个事务都会首先检查当前事务读取数据后，是否有其他事务对数据进行了修改。如果有修改，则回滚事务再回到zookeeper，version属性就是用来实现乐观锁机制的“写入校验”。

1.3.2watcher机制

zookeeper提供了分布式数据的发布/订阅功能，zookeeper允许客户端向服务端注册一个watcher监听，当服务端的一些指定事件触发了watcher，那么服务端就会向客户端发送一个事件通知。zookeeper提供以下几种命令来对指定节点设置监听。

get[-s][-w]path：监听指定path节点的修改和删除事件。同样该事件也是一次性触发。

get-w/node在其他窗口执行下面命令，会触发相关事件create/node/node1delete/node/node1

stat[-w]path：作用和get完全相同。

addWatch[-mmode]pathThenumberofmillisecondsofeachticktickTime=2000synchronizationphasecantakeinitLimit=10singarequestandgettinganacknowledgementsyncLimit=5donotuse/tmpforstorage,/tmphereisjust修改路径dataDir=D:\\\\datatheportatwhichtheclientswillconnectclientPort=2181increasethisifyouneedtohandlemoreclientsadministratorguidebeforeturningonautopurge."0"todisableautopurgefeature增加下面两条setJAVA=D:\ProgramFiles(x86)\_111\bin\javasetJAVA_HOME=D:\ProgramFiles(x86)\_111

启动

1.4.2Centos7集群版1.4.2.1环境准备

IP

hostname

部署资源

192.168.8.74

jt2

zookeeper

192.168.8.75

jt3

zookeeper

192.168.8.76

jt4

zookeeper

1、修改主机名：

2、配置名字解析IP：分别修改三台服务器的的/etc/hosts文件，添加如下映射：

3、重启：reboot

4、免密登录：生成秘钥：（jt执行）

分发密钥至各机器节点

ssh-copy-idroot@jt2ssh-copy-idroot@jt3ssh-copy-idroot@jt4

修改管理节点上的~/.ssh/config（当前用户目录下的.ssh/config）文件，简化SSH远程连接时的输入信息：

管理节点是会有root和cuser多个用户，ssh远程连接默认会以当前用户身份进行登陆，如果我们是root身份进行远程连接，还是需要输入密码，我们可以修改配置使用root远程连接时也不用输入密码。

切换root身份，suroot

编辑config

vi~/.ssh/config

添加如下内容：（这里的配置一定要注意前面的空格，否则会报错）

Hostjt2Hostnamejt2UserrootHostjt3Hostnamejt3UserrootHostjt4Hostnamejt4Userroot

修改文件权限：

chmod600~/.ssh/config

如果没有权限的话：

先进入~目录：cd~创建.ssh目录：创建config文件viconfig

禁用SELINUX：

vi/etc/selinux/configSELINUX=disabled

5、互相免密

在其他两台服务器上重复上面的操作

1.4.2.2zookeeper部署

软件

版本

安装节点

下载地址

jdk

jt2、jt3、jt4

zookeeper

jt2、jt3、jt4

三台服务器都要操作

1、防火墙关闭

设置开机启用防火墙：设置开机禁用防火墙：启动防火墙：systemctlstartfirewalld关闭防火墙：systemctlstopfirewalld检查防火墙状态：systemctlstatusfirewalld

2、解压

3、更改文件夹名称

/zookeeper

4、拷贝配置文件

cd/usr/local/jingtian/zookeeper/confcpzoo_

=/usr/local/jingtian/zookeeper/=60=1=jt2:2888:3888=jt3:2888:3888=jt4:2888:3888

①、tickTime：基本事件单元，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，每隔tickTime时间就会发送一个心跳；最小的session过期时间为2倍tickTime

②、dataDir：存储内存中数据库快照的位置，除非另有说明，否则指向数据库更新的事务日志。注意：应该谨慎的选择日志存放的位置，使用专用的日志存储设备能够大大提高系统的性能，如果将日志存储在比较繁忙的存储设备上，那么将会很大程度上影像系统性能。

③、client：监听客户端连接的端口。

④、initLimit：允许follower连接并同步到Leader的初始化连接时间，以tickTime为单位。当初始化连接时间超过该值，则表示连接失败。

⑤、syncLimit：表示Leader与Follower之间发送消息时，请求和应答时间长度。如果follower在设置时间内不能与leader通信，那么此follower将会被丢弃。

⑥、=B:C:D

A：其中A是一个数字，表示这个是服务器的编号；

B：是这个服务器的ip地址；

C：Zookeeper服务器之间的通信端口；

D：Leader选举的端口。

我们需要修改的第一个是dataDir,在指定的位置处创建好目录。

第二个需要新增的是=B:C:D配置，其中A对应下面我们即将介绍的myid文件。B是集群的各个IP地址，C:D是端口配置。

5、创建dataDir目录，这个目录的地址要跟里面配的地址一致

mkdirdata

6、在dataDir目录下创建myid文件

vimyid

然后在该文件中写入服务器编号，jt2服务器写0

7、配置环境变量

vi/etc/profile

exportZK_HOME=/usr/local/jingtian/zookeeperexportPATH=$PATH:$ZK_HOME/bin

8、执行：source/etc/profile

9、启动服务

启动：./停止：./重启：./查看集群节点状态：./批量启动将复制到/user/local/jingtian/目录下执行：则就会启动

10、

所有机器都需要配置这个=jt5:2888:3888:observer

最后一个配置=jt5:2888:3888:observer，需要在所有节点都增加。

1.4.3源码编译1.4.3.1单机版

然后针对各个目录这里我来解释一下,先了解下为下一章了解源码做个准备:

文件

说明

bin

包含访问zookeeper服务器和命令行客户端的脚本

conf

启动zookeeper默认的配置文件目录

zookeeper-assembly

基础服务打包目录

zookeeper-client

客户端，目前只支持c

zookeeper-contrib

附加的功能,比如zookeeper可视化客户端工具

zookeeper-docs

zookeeper文档

zookeeper-it

供fatjar使用，进行系统测试依赖的类

zookeeper-jute

zookeeper序列化组件

zookeeper-recipes

zookeeper提供的一些功能例子，包括选举election，lock和queue

zookeeper-server

zookeeper服务端

1、导入到ideal中

2、在zookeeper-server的resources目录下添加文件

构建时间=2022-08-02

3、然后通过maven编译

4、复制配置文件

ThenumberofticksthattheinitialThenumb=/tmp/=60=1

5、修改zookeeper-server的pom文件

6、修改启动参数

VMoptions中是conf中文件的全部经

7、然后启动ZookeeperServerMain

源码的启动流程这里简单说一下

1、启动ZookeeperServerMain的main方法

publicstaticvoidmain(String[]args){ZooKeeperServerMainmain=newZooKeeperServerMain();//核心流程(args);}protectedvoidinitializeAndRun(String[]args)throwsConfigException,IOException,AdminServerException{//核心流程runFromConfig(config);}

publicvoidrunFromConfig(ServerConfigconfig)throwsIOException,AdminServerException{//StartAdminserver//启动服务管理器（JettyAdminServer）-启动JettyadminServer=();(zkServer);//这是启动Jetty容器();booleanneedStartZKServer=true;if(()!=null){//cnxnFactory负责zk的网络请求，createFactory中//从系统配置中读取ZOOKEEPER_SERVER_CNXN_FACTORY，默认是没有这个配置的，因此默认是使用NIOServerCnxnFactorycnxnFactory=();//0.0.0.0/0.0.0.0:2181，单个客户端连接数超过限制，请求的传入连接队列的最大长度，-1不限制((),(),false);//这才是启动ZookeeperServer服务的核心逻辑(zkServer);//'tneedtostartitagaininsecureCnxnFactory.//是否需要启动Zookeeper服务，Zookeeper服务已经启动了，不需要再次启动，设置为falseneedStartZKServer=false;}}

2、

publicvoidstartup(ZooKeeperServerzks,booleanstartServer)throwsIOException,InterruptedException{//NIO启动对应线程，四种线程start();//设置Zookeeper的ServerCnxnFactory（客户端与服务端进行通信的对象，就是当前对象NIOServerCnxnFactory）setZooKeeperServer(zks);if(startServer){//加载会话和数据();//启动Zookeeper服务，在这里会创建一个SessionTrackerImpl线程，并执行该线程//这个线程就是用来管理Session的属性的//同时也会构建核心业务调用链();}}

publicsynchronizedvoidstartup(){//创建Session的核心管理线程SessionTrackerImplif(sessionTracker==null){createSessionTracker();}//启动SessionTrackerImpl线程startSessionTracker();//构建核心业务调用链setupRequestProcessors();registerJMX();//设置zkserver的状态为运行setState();notifyAll();}

1.4.3.2集群版

1、在单机的基础之上增加启动类

2、在conf目录下增加配置文件、、，配置如下

ThenumberofticksthattheinitialThenumb=D:/桌面/景天/idealwork/Zookeeper//data/zkdata1集群配置=127.0.0.1:12881:13881=127.0.0.1:12882:13882=127.0.0.1:12883:13883

ThenumberofticksthattheinitialThenumb=D:/桌面/景天/idealwork/Zookeeper//data/zkdata2集群配置=127.0.0.1:12881:13881=127.0.0.1:12882:13882=127.0.0.1:12883:13883

ThenumberofticksthattheinitialThenumb=D:/桌面/景天/idealwork/Zookeeper//data/zkdata3集群配置=127.0.0.1:12881:13881=127.0.0.1:12882:13882=127.0.0.1:12883:13883

3、建立zkdata1、zkdata2、zkdata3目录，并增加相应文件

4、启动QuorumPeerMain1、QuorumPeerMain2、QuorumPeerMain3

因为我的myid的目录是带有中文的，所以会报错

for(Objectkey:()){Objectvalue=(key);(key,newString(().getBytes("ISO8859-1"),"UTF-8"));}

下文预告

了解Zookeeper原生核心API的使用

掌握Curator的使用

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