一 Zookeeper概述

1.1 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，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式

Zookeeper=文件系统+通知机制

1.2 特点

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

2）Leader负责进行投票的发起和决议，更新系统状态

3）Follower用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票

4）集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。

5）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。

6）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。

7）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。

8）实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据。

1.3 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。

 很显然zookeeper集群自身维护了一套数据结构。这个存储结构是一个树形结构，其上的每一个节点，我们称之为"znode"，每一个znode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识

[if !vml]

[endif]

1.5 下载地址

1）官网首页：

https://zookeeper.apache.org/

2）下载截图

[if !vml]

[endif]

[if !vml]

[endif]

[if !vml]

[endif]

二 Zookeeper安装

2.1 本地模式安装部署

1）安装前准备：

（1）安装jdk

（2）通过filezilla工具拷贝zookeeper到到linux系统下

（3）修改tar包权限

chmod u+x zookeeper-3.4.10.tar.gz

（4）解压到指定目录

[root@hadoop01 software]$ tar -zxvfzookeeper-3.4.10.tar.gz -C /home/app/hadoop/

app/

进入到app查看

[if !vml]

[endif]

2）配置修改

将/home/app/hadoop/app/zookeeper-3.4.10/conf这个路径下的zoo_sample.cfg修改为zoo.cfg；

           进入zoo.cfg文件：vimzoo.cfg

                    修改dataDir路径为

dataDir=/home/app/hadoop/app/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData

           在/home/app/hadoop/app/zookeeper-3.4.10/这个目录上创建zkData文件夹

                    mkdir zkData

3）操作zookeeper

（1）启动zookeeper

[root@hadoop01zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

（2）查看进程是否启动

         [root@hadoop01zookeeper-3.4.10]$ jps

4020Jps

4001QuorumPeerMain

（3）查看状态：

[root@hadoop01zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh status

ZooKeeperJMX enabled by default

Usingconfig: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode:standalone

（4）启动客户端：

[root@hadoop01 zookeeper-3.4.10]$bin/zkCli.sh

（5）退出客户端：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0]

quit

（6）停止zookeeper

[root@hadoop01 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh stop

3.1 分布式安装部署

0）集群规划

在hadoop102、hadoop103和hadoop104三个节点上部署Zookeeper。

1）解压安装

（1）解压zookeeper安装包到/opt/module/目录下

[atguigu@hadoop102 software]$

tar -zxvf

zookeeper-3.4.10.tar.gz -C/home/hadoop/app/

（2）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录下创建zkData

         mkdir-p zkData

（3）重命名/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg

         mvzoo_sample.cfg zoo.cfg

2）配置zoo.cfg文件

         （1）具体配置

         dataDir=/home/hadoop/app/zookeeper-3.4.10/zkData

         增加如下配置

         #######################cluster##########################

server.2=hadoop101:2888:3888

server.3=hadoop1022888:3888

server.4=hadoop103:2888:3888

（2）配置参数解读

Server.A=B:C:D。

A是一个数字，表示这个是第几号服务器；

B是这个服务器的ip地址；

C是这个服务器与集群中的Leader服务器交换信息的端口；

D是万一集群中的Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。

集群模式下配置一个文件myid，这个文件在dataDir目录下，这个文件里面有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server。

3）集群操作

（1）在/home/hadoop/app/zookeeper-3.4.10/zkData目录下创建一个myid的文件

         touchmyid

添加myid文件，注意一定要在linux里面创建，在notepad++里面很可能乱码

（2）编辑myid文件

         vimyid

         在文件中添加与server对应的编号：如1

（3）拷贝配置好的zookeeper到其他机器上

         scp -r zookeeper-3.4.10/ hadoop02:/home/hadoop/app/

         scp -rzookeeper-3.4.10/ hadoop03:/home/hadoop/app/

server.1=192.168.216.114:2888:3888

server.2=192.168.216.115:2888:3888

server.3=192.168.216.116:2888:3888

server.4=192.168.216.117:2888:3888

server.5=192.168.216.118:2888:3888

         并分别修改myid文件中内容为2、3

（4）分别启动zookeeper

         [root@hadoop001zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start

[root@hadoop002 zookeeper-3.4.10]#bin/zkServer.sh start

[root@hadoop003 zookeeper-3.4.10]#bin/zkServer.sh start

（5）查看状态

[root@hadoop001 zookeeper-3.4.10]#bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode:follower

[root@hadoop002 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode: leader

[root@hadoop003 zookeeper-3.4.5]# bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode:follower

解读zoo.cfg 文件中参数含义

1）tickTime：通信心跳数，Zookeeper服务器心跳时间，单位毫秒

Zookeeper使用的基本时间，服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个tickTime时间就会发送一个心跳，时间单位为毫秒。

它用于心跳机制，并且设置最小的session超时时间为两倍心跳时间。(session的最小超时时间是2*tickTime)

2）initLimit：LF初始通信时限

集群中的follower跟随者服务器(F)与leader领导者服务器(L)之间初始连接时能容忍的最多心跳数（tickTime的数量），用它来限定集群中的Zookeeper服务器连接到Leader的时限。

投票选举新leader的初始化时间

Follower在启动过程中，会从Leader同步所有最新数据，然后确定自己能够对外服务的起始状态。

Leader允许F在initLimit时间内完成这个工作。

3）syncLimit：LF同步通信时限

集群中Leader与Follower之间的最大响应时间单位，假如响应超过syncLimit * tickTime，

Leader认为Follwer死掉，从服务器列表中删除Follwer。

在运行过程中，Leader负责与ZK集群中所有机器进行通信，例如通过一些心跳检测机制，来检测机器的存活状态。

如果L发出心跳包在syncLimit之后，还没有从F那收到响应，那么就认为这个F已经不在线了。

4）dataDir：数据文件目录+数据持久化路径

保存内存数据库快照信息的位置，如果没有其他说明，更新的事务日志也保存到数据库。

5）clientPort：客户端连接端口

监听客户端连接的端口

3.2 监听器原理

[if !vml]

[endif]1）监听原理详解：

1）首先要有一个main()线程

2）在main线程中创建Zookeeper客户端，这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信（connet），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）在Zookeeper的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中。

5）Zookeeper监听到有数据或路径变化，就会将这个消息发送给listener线程。

6）listener线程内部调用了process（）方法。

2）常见的监听

（1）监听节点数据的变化：

get path [watch]

    （2）监听子节点增减的变化

ls path [watch]

3.3 客户端命令行操作

命令基本语法功能描述

help显示所有操作命令

ls path [watch]使用 ls 命令来查看当前znode中所包含的内容

ls2 path [watch]查看当前节点数据并能看到更新次数等数据

create普通创建

-s  含有序列

-e  临时（重启或者超时消失）

get path [watch]获得节点的值

set设置节点的具体值

stat查看节点状态

delete删除节点

rmr递归删除节点

1）启动客户端

[atguigu@hadoop103zookeeper-3.4.10]$ bin/zkCli.sh

2）显示所有操作命令

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 1] help

3）查看当前znode中所包含的内容

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 0] ls /

[zookeeper]

4）查看当前节点数据并能看到更新次数等数据

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 1] ls2 /

[zookeeper]

cZxid = 0x0

ctime = Thu Jan01 08:00:00 CST 1970

mZxid = 0x0

mtime = Thu Jan01 08:00:00 CST 1970

pZxid = 0x0

cversion = -1

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner =0x0

dataLength = 0

numChildren = 1

5）创建普通节点

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 2] create /app1 "hello app1"

Created /app1

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 4] create /app1/server101 "192.168.1.111"

Created /app1/server101

6）获得节点的值

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 6] get /app1

hello app1

cZxid =0x20000000a

ctime = Mon Jul17 16:08:35 CST 2017

mZxid =0x20000000a

mtime = Mon Jul17 16:08:35 CST 2017

pZxid =0x20000000b

cversion = 1

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner =0x0

dataLength = 10

numChildren = 1

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 8] get /app1/server101

192.168.1.101

cZxid =0x20000000b

ctime = Mon Jul17 16:11:04 CST 2017

mZxid =0x20000000b

mtime = Mon Jul17 16:11:04 CST 2017

pZxid =0x20000000b

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner =0x0

dataLength = 13

numChildren = 0

7）创建短暂节点

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 9] create -e /app-emphemeral 8888

（1）在当前客户端是能查看到的

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 10] ls /

[app1, app-emphemeral, zookeeper]

（2）退出当前客户端然后再重启客户端

         [zk: localhost:2181(CONNECTED) 12] quit

[atguigu@hadoop104zookeeper-3.4.10]$ bin/zkCli.sh

（3）再次查看根目录下短暂节点已经删除

         [zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] ls /

[app1,zookeeper]

8）创建带序号的节点

    （1）先创建一个普通的根节点app2

         [zk: localhost:2181(CONNECTED) 11]create /app2 "app2"

    （2）创建带序号的节点

         [zk: localhost:2181(CONNECTED) 13]create -s /app2/aa 888

Created /app2/aa0000000000

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] create -s /app2/bb 888

Created /app2/bb0000000001

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 15] create -s /app2/cc 888

Created /app2/cc0000000002

如果原节点下有1个节点，则再排序时从1开始，以此类推。

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 16] create -s /app1/aa 888

Created/app1/aa0000000001

9）修改节点数据值

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 2] set /app1 999

10）节点的值变化监听

    （1）在104主机上注册监听/app1节点数据变化

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 26] get /app1 watch

    （2）在103主机上修改/app1节点的数据

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 5] set /app1 777

    （3）观察104主机收到数据变化的监听

WATCHER::

WatchedEventstate:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/app1

11）节点的子节点变化监听（路径变化）

    （1）在104主机上注册监听/app1节点的子节点变化

[zk:localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /app1 watch

[aa0000000001,server101]

    （2）在103主机/app1节点上创建子节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] create /app1/bb 666

Created /app1/bb

    （3）观察104主机收到子节点变化的监听

WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeChildrenChangedpath:/app1

12）删除节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] delete /app1/bb

13）递归删除节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] rmr /app2

14）查看节点状态

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 12] stat /app1

cZxid = 0x20000000a

ctime = Mon Jul 17 16:08:35 CST 2017

mZxid = 0x200000018

mtime = Mon Jul 17 16:54:38 CST 2017

pZxid = 0x20000001c

cversion = 4

dataVersion = 2

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 3

numChildren = 2