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Zookeeper笔记

news 2025/8/25 4:06:09

为什么要使用Zookeeper

dubbo需要一个注册中心，而Zookeeper是我们在使用Dubbo是官方推荐的注册中心
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Zookeeper介绍

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Zookeeper的集群机制
Zookeeper是为了其他分布式程序提供服务的，所以不能随便就挂了。Zookeeper的集群机制采取的是半数存活机制。也就是整个集群节点中有半数以上的节点存活，那么整个集群环境可用。这也是为什么说zk的集群最好是奇数个节点。

zk的作用

序号	功能
1	为别的分布式程序服务的
2	本身就是一个分布式程序
3	主从协调服务器节点动态上下线统一配置管理分布式共享锁统一名称服务
4	管理（存储，读取）用户程序提交的数据并为用户程序提供数据节点监听服务

Zookeeper集群节点的角色

Leader
Leader是Zookeeper集群工作的核心，其主要工作是：

事务请求的唯一调度和处理者，保证集群事务处理的顺序性。
集群内部各服务器的调度者

Follower
Follower是zookeeper集群的跟随者，主要工作是：

处理客户端非事务性请求（读取数据），转发事务请求给Leader服务器
参与事务请求Proposal的投票
参与Leader选举投票

Observer
Observer充当观察者的角色，观察Zookeeper集群的最小状态变化并将这些状态同步过来，其对于非事务请求可以独立处理，对于事务请求，会转给Leader节点进行处理。Observer不会参与投票，包括事务请求Proposal的投票和Leader选举投票

集群环境准备

节点的映射关系

每个节点设置相应的ip和主机名的映射关系，方便集群环境的部署
修改hosts配置文件中的信息
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配置免密登录
生成公钥和私钥

ssh-keygen

输入命令后根据提示，四次回车即可
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发送公钥给需要免密登录的节点

ssh-copy-id zk01
ssh-copy-id zk02
ssh-copy-id zk03

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节点和节点发送文件通过scp命令实现

	scp -r b.txt bobo01:/root/

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关闭防火墙
查看防火墙状态

firewall-cmd --state

停止防火墙

systemctl stop firewall.service

禁止开机启动

systemctl disable firewall.service

Zookeeper的选举机制

Leader主要作用是保证分布式数据一致性，即每个节点的存储的数据同步。

服务器初始化时Leader选举
Zookeeper由于自身的性质，一般建议选取奇数个节点进行搭建分布式服务器集群。以3个节点组成的服务器集群为例，说明服务器初始化时的选举过程。启动第一台安装Zookeeper的节点时，无法单独进行选举，启动第二台时，两节点之间进行通信，开始选举Leader。

每个Server投出一票。第一次他们都投给自己作为Leader，投票内容未（SID，ZXID）。
SID为Server的id，即启动ZK时配置文件中的myid；
ZXID为事务id，为节点的更新程序，ZXID越大，代表Server对ZK节点的操作越新。由于服务器初始化，
每个Sever上的Znode为0，所以Server1投的票为（1,0），Server2为（2,0）。两Server将各自投票发给集群中其他机器。
每个Server接收来自其他Server的投票。集群中的每个Server先判断投票的有效性，如检查是不是本轮的投票，是不是来Looking状态的服务器投的票。
对投票结果进行处理。处理规则为：
- 首先对比ZXID。ZXID大的服务器优先作为Leader
- 若ZXID系统，如初始化时，每个Server的ZXID都是0
- 就会比较sid即myid，myid大的选出来做Leader。
  首次选举对于Server而言，他接受到的投票为（2,0），因为自身的票为（1,0），所以此时它会选举Server2为Leader，
  将自己的更新为（2,0）。而Server2收到的投票为Server1的（1,0）由于比他自己小，
  Server2的投票不变。Server1和Server2再次将票投出，投出的票都为（2,0）
统计投票。每次投票后，服务器都会统计投票信息，如果判定某个Server有过半的票数，俺么该Server就是Leader。首次投票对于Server1和Server2而言,统计出已经有两台机器接收了（2,0）的投票信息，此时认为选出了Leader。
改变服务器的状态。当确定了Leader之后，每个Server更新自己的状态，
Leader将状态更新为Leading，Follower将状态更新为Following。

服务器运行期间的Leader选举
ZK运行期间，如果有新的Server加入，或非Leader节点挂了，那么LEader会同步数据给新的Server或寻找其他备用Server替代宕机的Server。若Leader宕机，此时集群暂停对外服务，开始在内部选举新的Leader。假设当前集群中有Server1、Server2、Server3三台服务器，Server2为当前集群的Leader，由于意外情况，Server2宕机了，便开始进入选举状态。过程如下

1 变更状态。其他非Observer服务器将自己的状态改变成Looking，开始进入Leader选举。
2. 每个Server投出1张票（myid，ZXID），由于集群运行过，所以每个Server的ZXID可能不同。
假设Server1的ZXID为145，Server3的为122，第一轮投票中，Server1和Server3都投自己，
票分别为（1，145）、（3,122）,将自己的票发送给集群中所有机器。
3. 每个Server接收接收来自其他Server的投票，接下来的步骤与初始化时相同。

Zookeeper客户端使用

配置Zookeeper的环境变量
为了简化我们每次操作Zookeeper而不用进入到Zookeeper的安装目录，我们可以将Zookeeper的安装信息配置到系统的环境变量中

vim /etc/profile

添加的内容

export ZOOKEPPER_HOME=/opt/zookeeper
export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin

执行source命令

source /etc/profile

我们就可以在节点的任意位置操作Zookeeper了，通过scp命令将profile文件发送到其他几个节点上

scp /etc/profile zk02:/etc/

客户端连接
通过bin目录下的zkCli.sh 命令连接即可

	zkCli.sh

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zkCli.sh默认连接的是当前节点的Zookeeper节点，如果我们要连接其他节点执行如下命令即可

	zkCli.sh -timeout 5000 -server zk02:2181

数据操作

Zookeeper的数据结构

层次化的目录结构，命名符合常规文件系统规范
每个节点在Zookeeper中叫做znode，并且有一个唯一的路径标识
节点znode可以包含数据和子节点（但是EPHEMERAL类型的节点不能有子节点）
客户端应用可以在节点上设置监听器

节点类型

1).znode有两种类型：

短暂性（ephemeral）（断开连接自己删除）
持久性（persistent）（断开连接不删除）

2).znode有四种形式的目录节点（默认是persistent）如下

序号	节点类型	描述
1	PERSISTENT	持久节点
2	PERSISTENT_SEQUENTIAL	持久有序节点（顺序节点）
3	EPHEMERAL	短暂节点（临时节点）
4	EPHEMERAL_SEQUENTIAL	短暂有序节点（临时顺序节点）

创建znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，有父节点维护在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序，这样客户端可以通过顺序号推断事件的顺序

常用命令
Zookeeper作为Dubbo的注册中心用来保存我们各个服务的节点信息，显示Zookeeper是可以实现输出的存储操作的，我们来看下Zookeeper中存储操作的基本命令

ls
ls用来查看某个节点下的子节点信息
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增强的命令，查看节点下的子节点及当前节点的属性信息 ls2或者 ls -s 命令

create
创建节点信息

get

get命令用来查看节点的数据
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如果要查看节点的属性信息那么我们可以通过get -s 来实现

delete
delete只能删除没有子节点的节点要删除非空节点可以通过 rmr 或者 deleteall 命令实现
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set

set命令可以用来修改节点的内容。
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事件监听
监听某个节点的数据内容变化，通过get命令带 -w 参数即可，在3.4版本的Zookeeper中是通过 get path watch 来说实现监控的

然后我们在其他节点上修改app1节点的数据，会触监听事件

Zookeeper Java API使用

pom

<dependencies><dependency><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId><version>3.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.github.sgroschupf</groupId><artifactId>zkclient</artifactId><version>0.1</version></dependency><dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.12</version></dependency></dependencies>

连接ZK服务

 private String connectString = "192.168.100.121:2181,192.168.122:2181,192.168.100.122:2181";private int sessionTimeOut = 5000;/*** 连接Zookeeper服务端*/@Testpublic void test1() throws IOException {ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeOut, new Watcher() {/*** 触发监听事件的回调方法* @param watchedEvent*/@Overridepublic void process(WatchedEvent watchedEvent) {System.out.println("触发了.....");}});System.out.println("--->" + zooKeeper);}

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/*** 创建节点*/@Testpublic void createNode() throws Exception{String path = zooKeeper.create("/apptest" // 节点路径,"HelloZookeeper".getBytes() // 节点的数据, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE // 权限, CreateMode.PERSISTENT // 节点类型);System.out.println(path);}/*** 判断节点是否存在*/@Testpublic void exist() throws  Exception{// true表示的是使用Zookeeper中的watchStat stat = zooKeeper.exists("/apptest", true);if(stat != null){System.out.println("节点存在"+ stat.getNumChildren());}else{System.out.println("节点不存在 ....");}}/*** 获取某个节点下面的所有的子节点*/@Testpublic void getChildrens() throws Exception{List<String> childrens = zooKeeper.getChildren("/app1", true);for (String children : childrens) {// System.out.println(children);// 获取子节点中的数据byte[] data = zooKeeper.getData("/app1/" + children, false, null);System.out.println(children+":" + new String(data));}}/*** 修改节点的内容*/@Testpublic void setData() throws Exception{// -1 不指定版本 自动维护Stat stat = zooKeeper.setData("/app1/a1", "666666".getBytes(), -1);System.out.println(stat);}/*** 删除节点*/@Testpublic void deleteNode() throws Exception{zooKeeper.delete("/app1",-1);}

事件监听处理

/*** 监听Node节点下的子节点的变化*/@Testpublic void nodeChildrenChange() throws Exception{List<String> list = zooKeeper.getChildren("/app1", new Watcher() {/***              None(-1),*             NodeCreated(1),*             NodeDeleted(2),*             NodeDataChanged(3),*             NodeChildrenChanged(4),*             DataWatchRemoved(5),*             ChildWatchRemoved(6);* @param watchedEvent*/@Overridepublic void process(WatchedEvent watchedEvent) {System.out.println("--->"+ watchedEvent.getType());}});for (String s : list) {System.out.println(s);}Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);}/*** 监听节点内容变更*/@Testpublic void nodeDataChanged() throws Exception{byte[] data = zooKeeper.getData("/app1/a1", new Watcher() {@Overridepublic void process(WatchedEvent watchedEvent) {System.out.println("--->" + watchedEvent.getType());}}, null);System.out.println("--->" + new String(data));Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);}