ZooKeeper入门。

一、ZooKeeper简介

ZooKeeper 致力于提供一个高性能、高可用，且具备严格的顺序访问控制能力的分布式协调服务，是雅虎公司创建，是 Google 的 Chubby 一个开源的实现，也是 Hadoop 和 Hbase 的重要组件。

1. ZooKeeper优点

1. 简单的数据结构：共享的树形结构，类似文件系统，存储于内存。
2. 可以构建集群：避免单点故障，3-5 台机器就可以组成集群，超过半数正常工作就能对外提供服务。
3. 顺序访问：对于每个读请求，ZooKeeper 会分配一个全局唯一的递增编号，利用这个特性可以实现高级协调服务。
4. 高性能：基于内存操作，服务于非事务请求，适用于读操作为主的业务场景，3 台 ZooKeeper 集群能达到 13w QPS。

2. 那些场景可以使用

• 数据发布订阅
• 负载均衡
• 命名服务
• Master 选举
• 集群管理
• 配置管理
• 分布式队列
• 分布式锁

二、ZooKeeper安装

ZooKeeper的安装配置不论是单机安装还是集群（或者集群伪分布）都是非常的简单。

首先准备工作

1. Linux 需要安装配置jdk环境。
2. 从 ZooKeeper官网 下载 ZooKeeper 安装包，然后上传至Linux，我上传在/usr/local目录下。

下面的内容都是基于 CentOS7 安装ZooKeeper(3.4.12)。

1. 单机安装

1、解压压缩包。

tar -zxvf zookeeper-3.4.12.tar.gz

2、进入解压的目录，将配置文件zoo_sample.cfg复制一份为zoo.cfg，因为 ZooKeeper 启动时默认配置文件为zoo.cfg，当然你也可以指定配置文件 zoo_sample.cfg 启动（命令：./zkServer.sh start ../conf/zoo_sample.cfg）。

cd zookeeper-3.4.12/conf

cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

3、修改 zoo_sample.cfg 配置文件的 dataDir 属性，这里存放了 ZooKeeper 的快照文件，根据自己的需求修改，如果定义的目录不存在需要先创建出来。

vim zoo.cfg

dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/data

4、进入解压目录 zookeeper-3.4.12 下的 bin 目录，启动 ZooKeeper，相关命令如下：

启动命令：./zkServer.sh start
停止命令：./zkServer.sh stop
重启命令：./zkServer.sh restart
状态查看命令：./zkServer.sh status

5、启动后，可以查看一下状态是否启动成功，然后使用命令行进行登录操作，之后就可以尝试使用 ZooKeeper 的命令行了，命令操作再后面介绍。

./zkCli.sh -server 192.168.182.130:2181

2. 集群安装

集群伪分布就是在一台服务器上面部署多个ZooKeeper，这里就不使用 集群伪分布 来示例了，之前 Redis 有使用过集群伪分布，集群伪分布就是通过配置文件端口号区别多个ZooKeeper，集群最好以奇数个为佳。

过程如下

1、不使用集群伪分布，那么首先准备好三台Linux服务器，我这里使用了三个虚拟机CentOS7，ip分别为：192.168.182.130、192.168.182.131、192.168.182.132，同时开放 2888 和 3888 这两个端口访问，不然集群无法相互通信，查看状态一直为 ERROR。

2、然后还是和单机安装一样，解压安装文件，复制配置文件，修改配置文件，不过配置文件还需要增加一个集群配置，贴出我的配置，其中：2888：集群内机器通讯使用（Leader监听此端口）；3888：选举leader使用。

# 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.
dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/data
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
# the maximum number of client connections.
# increase this if you need to handle more clients
#maxClientCnxns=60
#
# Be sure to read the maintenance section of the 
# administrator guide before turning on autopurge.
#
# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
#
# The number of snapshots to retain in dataDir
#autopurge.snapRetainCount=3
# Purge task interval in hours
# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1

# 增加的集群配置
server.0=192.168.182.130:2888:3888
server.1=192.168.182.131:2888:3888
server.2=192.168.182.132:2888:3888

3、配置好 192.168.182.130 这台服务器的配置文件之后，还需要做一件事情，在配置的 dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/data 目录下生成一个myid文件，分别对应上面配置中的server.0、server.1、server.2，例如 192.168.182.130 对应的就是 0 。

echo 0 > myid

4、将 zookeeper-3.4.12 这个目录使用 scp 命令远程复制到 192.168.182.131 和 192.168.182.132这两个服务器的 /usr/local 目录下，远程复制碰到登录密码输入即可，当然，你也可以使用其他工具复制。

scp -r /usr/local/zookeeper-3.4.12 root@192.168.182.131:/usr/local
scp -r /usr/local/zookeeper-3.4.12 root@192.168.182.132:/usr/local

5、前面提到 192.168.182.130 对应配置文件中的 0，那么 192.168.182.131 对应的就是 1，192.168.182.132 对应的就是2，所以还需要在这两台服务器上 分别更改 myid 文件内容。

echo 1 > myid

echo 2 > myid

6、最后分别启动每个服务器上的 ZooKeeper 就可以了，分别启动后可以查看一下三台服务器节点的状态，如果显示 Mode: follower 或者 Mode: leader 则代表集群成功，可以使用以下命令行工具查看效果。

3. ZooKeeper安装目录结构

• bin：存放系统脚本
• conf：存放配置文件
• contrib：附加功能支持
• dist-maven：maven 仓库文件
• docs：文档
• lib：依赖的第三方库
• recipes：经典场景样例代码
• src：源码

其中 bin 和 conf 是非常重要的两个目录，平时也是经常使用的。

bin目录

常用的两个：zkServer.sh 为服务端，zkCli 为命令行客户端。

conf目录

主要是配置文件的参数，其中几个比较重要的如下：

• clientPort：访问端口，即应用对外服务的端口。
• dataDir：用于存放内存数据库快照的文件夹，同时用于集群的 myid 文件也存在这个文件夹里（注意：一个配置文件只能包含一个 dataDir 字样，即使它被注释掉了），新安装这文件夹里面是没有文件的，可以通过 snapCount 参数配置产生快照的时机。
• snapCount：每进行 snapCount 次事务日志输出后，触发一次快照(snapshot), 此时，ZooKeeper 会生成一个 snapshot.* 文件，同时创建一个新的事务日志文件 log.*，默认是100000（真正的代码实现中，会进行一定的随机数处理，以避免所有服务器在同一时间进行快照而影响性能）(Java system property:zookeeper.snapCount )。
• dataLogDir：用于单独设置 transaction log 的目录，transaction log 分离可以避免和普通 log 还有快照的竞争。
• tickTime：心跳时间，为了确保连接存在的，以毫秒为单位，最小超时时间为两个心跳时间。
• initLimit：多少个心跳时间内，允许其他 server 连接并初始化数据，如果 ZooKeeper 管理的数据较大，则应相应增大这个值。
• syncLimit：多少个 tickTime 内，允许 follower 同步，如果 follower 落后太多，则会被丢弃。

三、ZooKeeper特性

1. 会话

客户端与服务端的一次会话连接，本质是 TCP 长连接，通过会话可以进行心跳检测和数据传输。

会话状态

ZooKeeper 客户端和服务端成功连接后，就创建了一次会话，ZooKeeper 会话在整个运行期间的生命周期中，会在不同的会话状态之间切换，这些状态包括：CONNECTING、CONNECTED、RECONNECTING、RECONNECTED、CLOSE。

一旦客户端开始创建 Zookeeper 对象，那么客户端状态就会变成 CONNECTING 状态，同时客户端开始尝试连接服务端，连接成功后，客户端状态变为 CONNECTED，通常情况下，由于断网或其他原因，客户端与服务端之间会出现断开情况，一旦碰到这种情况，Zookeeper 客户端会自动进行重连服务，同时客户端状态再次变成 CONNCTING，直到重新连上服务端后，状态又变为 CONNECTED，在通常情况下，客户端的状态总是介于 CONNECTING 和 CONNECTED 之间。但是，如果出现诸如会话超时、权限检查或是客户端主动退出程序等情况，客户端的状态就会直接变更为 CLOSE 状态。

2. 数据模型

ZooKeeper 的视图结构和 Unix 文件系统类似，其中每个节点称为“数据节点”或 ZNode, 每个 znode 可以存储数据，还可以挂载子节点，因此可以称之为“树”，需要注意的是，每一个 znode 都必须有值，如果没有值，节点是不能创建成功的。

• 在 Zookeeper 中，znode 是一个跟 Unix 文件系统路径相似的节点，可以往这个节点存储或获取数据。
• 通过客户端可对 znode 进行增删改查的操作，还可以注册 watcher 监控 znode 的变化。

3. 节点类型

zNode有两种节点类型：持久节点(persistent)、临时节点(ephemeral)

第一种：持久节点创建：不须其他参数，value可以为任意值，持久节点客户端断开连接后不会删除。

create /SunnyBear value

第二种：临时节点创建：加上 -e 参数即代表创建临时节点，客户端断开连接后会删除。

create -e /testSunnyBear ephemeralNodeTest

zNode节点有四种形式的目录节点：持节节点、持久顺序节点、临时节点、临时顺序节点

持久节点 和 临时节点 前面已经说了，那么来看下 持久顺序节点 和 临时顺序节点,创建时加上参数 -s 则代表加上了顺序，例如分别创建 持久顺序节点 和 临时顺序节点。

create -s /SunnyBear2 tests
# 返回了Created /SunnyBear20000000008

create -e -s /testSunnyBear ephemeralNodeTest
# 返回了Created /testSunnyBear0000000009

从上面的结果可以看到，顺就节点即在创建的节点名称后面加上了序号，并且同时需要注意的是，create 命令如果不是创建顺序节点，如果节点名称已经存在是无法创建的，会报错Node already exists: /SunnyBear，还有临时节点不允许有子节点。

4. ZooKeeper节点状态属性

• 其中 Zxid 为 事务id，可以识别出请求的全局顺序。
• 基于 CAS 理论保证分布式数据原子性操作。

5. ACL保障数据的安全

ACL 机制，表示为 scheme