Zookeeper使用手册

ZooKeeper是什么？

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，它为我们提供了高可用、高性能、稳定的分布式数据一致性解决方案，通常被用于实现订阅/发布、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master选举、分布式锁和分布式队列等功能。

ZooKeeper的特点

• 顺序一致性：所有提交到ZooKeeper服务的请求，都会严格按照顺序执行。
• 原子性：所有事务请求的处理结果在集群内所有机器上的应用情况是一致的。
• 单一系统映像：无论客户端连接到集群内的哪一台机器，所查看到的数据模型都是一致的。
• 可靠性：一旦一次请求被应用，更改的结果将会被持久化，直到下一次更改覆盖。

ZooKeeper数据模型

ZooKeeper的多叉树形结构

ZooKeeper数据模型采用的是层次化的多叉树形结构，每个节点都可以存储数据，可以存储数字、字符串、二进制序列，每个节点存储数据最大为1M。每个节点都有一个唯一路径，根节点路径用"/"来标识，每个节点都被称为znode，是最小的数据单元。

树节点znode

树节点类型

树节点类型分为4类：

• 持久（PERSISTENT）节点：一旦创建就一直存在于ZooKeeper集群的节点，即使是宕机恢复依然存在，直到制动删除节点。
• 临时（EPHEMERAL）节点：临时节点的生命周期与客户端会话绑定，会话消失则节点消失。临时节点只能是叶子节点，不能是子节点。
• 持久顺序（PERSISTENT_SEQUENTIAL）节点：除了拥有持久节点的特性，子节点的名称还具有顺序性。
• 临时顺序（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）节点：除了拥有临时节点的特性，节点的名称还具有顺序性。

znode的数据类型

znode节点包含两部分数据：

• stat：状态信息。Stat 类中包含了一个数据节点的所有状态信息的字段，包括节点版本version、事务 ID-cZxid、节点创建时间-ctime 和子节点个数-numChildren 等等。
• data：节点存放数据的具体内容

ACL权限控制

节点操作权限

对于znode的操作权限，ZooKeeper提供了以下5种：

• CREATE：能创建子节点
• DELETE：能删除子节点
• WRITE：能设置/更新节点数据
• READ：能获取节点数据和列出子节点
• ADMIN：能设置节点的acl权限。

身份认证提供的方式

• world ： 默认方式，所有用户都可无条件访问。
• auth :不使用任何 id，代表任何已认证的用户。
• digest :用户名:密码认证方式： username:password 。
• ip : 对指定 ip 进行限制。

ZooKeeper的Watcher（事件监听机制）

ZooKeeper 允许用户在指定节点上注册一些 Watcher，并且在一些特定事件触发的时候，ZooKeeper 服务端会将事件通知到感兴趣的客户端上去，该机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的重要特性。

会话（Session）

Session 可以看作是 ZooKeeper 服务器与客户端的之间的一个 TCP 长连接，通过这个连接，客户端能够通过心跳检测与服务器保持有效的会话，也能够向 ZooKeeper 服务器发送请求并接受响应，同时还能够通过该连接接收来自服务器的 Watcher 事件通知。

ZooKeeper集群

为了保证高可用，推荐以集群形态部署ZooKeeper，集群通常部署单数数量的ZooKeeper服务。ZooKeeper集群采用ZAB协议，保持数据一致性。

集群角色

角色	说明
Leader	为客户端提供读和写的服务，负责投票的发起和决议，更新系统状态。
Follower	为客户端提供读服务，如果是写服务则转发给 Leader。参与选举过程中的投票。
Observer	为客户端提供读服务，如果是写服务则转发给 Leader。不参与选举过程中的投票，也不参与“过半写成功”策略。在不影响写性能的情况下提升集群的读性能。此角色于 ZooKeeper3.3 系列新增的角色。

zookeeper实战

zkCli

zkCli是zookeeper官方提供的用于连接zookeeper服务的命令行工具。使用如下命令连接zookeeper服务：

sh zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181

zookeeper常用命令

• help：通过help命令查看常用指令介绍
• ls path：ls+节点路径命令显示指定节点的所有子节点。-s表示显示节点状态，-R表示递归显示节点下所有孙子节点。
• stat path：stat+节点路径命令显示节点状态
• create path [data]：命令在指定路径下创建一个节点，同时设置节点数据
• delete path：命令删除指定路径的节点，节点需要为叶子节点
• deleteall path：命令删除指定路径下的节点及其孙子节点。
• set path data：设置节点数据
• get path data：获取节点数据

zookeeper java客户端Curator的简单使用

1. 引如Curator的相关依赖

<dependency>  
    <groupId>org.apache.curator</groupId>  
    <artifactId>curator-framework</artifactId>  
    <version>5.3.0</version>  
</dependency>  
<dependency>  
    <groupId>org.apache.curator</groupId>  
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>  
    <version>5.3.0</version>  
</dependency>

2. 使用curator-framework生成zookeeper客户端，连接zookeeper并操作。

public class MyZookeeperStudyApplication {  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        //重试策略  
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 10);  
        CuratorFramework zkClient = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("43.136.117.138:2181").retryPolicy(retryPolicy).build();  
        //连接zookeeper  
        zkClient.start();  
        //判断节点是否存在  
        if (zkClient.checkExists().forPath("/a") == null) {  
            //在指定路径下创建一个持久节点  
            zkClient.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.PERSISTENT).forPath("/a");  
        }  
        //设置指定路径节点的数据  
        zkClient.setData().forPath("/a", "abc".getBytes());  
        //读取指定路径节点的数据  
        System.out.println(new String(zkClient.getData().forPath("/a")));  
        //删除指定路径的节点  
        zkClient.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/a");  
        if (zkClient.checkExists().forPath("/temp") == null) {  
            //在指定路径下创建一个临时节点  
            zkClient.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/temp");  
        }  
        zkClient.setData().forPath("/temp", "temp".getBytes());  
        System.out.println(new String(zkClient.getData().forPath("/temp")));  
        //获取指定路径的子节点  
        List<String> list = zkClient.getChildren().forPath("/zookeeper");  
        for (String str : list  
        ) {  
            System.out.println(str);  
  
        }  
    }  
}