Zookeeper简单初应用

一、Zookeeper

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 应用场景

提供的服务包括:分布式消息同步和协调机制、服务器节点动态上下线、统一配置管理、负载均衡、集群管理等。

1)官网首页:

https://zookeeper.apache.org/

二、Zookeeper安装

2.1 本地模式安装部署

1)安装前准备:

  (1)安装jdk

1.将zookeeper上传到服务器中

2.解压到apps文件夹下

    ( tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C apps/)

 3.配置修改

  3.1  cd apps

  3.2  cd apps/zookeeper-3.4.10/

  3.3   mkdir -p data/zkData

  3.4  cd  conf/

  3.5  将zoo_sample.cfg修改为zoo.cfg(cp zoo_sample.cfg zoo.cfg)

  

  3.6 修改dataDir路径(vim zoo.cfg),将修改为创建的数据文件夹(dataDir=/home/hadoop/apps/zookeeper-3.4.10/data/zkData)

3)操作zookeeper (cd ..)

  (1)启动zookeeper

      [atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

  (2)查看进程是否启动

         [atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ jps

      4020 Jps

      4001 QuorumPeerMain

  (3)查看状态:

    [atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh status

      ZooKeeper JMX enabled by default

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

      Mode: standalone

  (4)启动客户端:

    [atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkCli.sh

  (5)退出客户端:

    [zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] quit

  (6)停止zookeeper

    [atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh stop

2.2 zoo.cfg配置参数解读

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

2.3分布式安装部署

1.将zookeeper上传到集群1中

2.前三步同本地安装(创建数据文件夹data/zkData,重命名zoo_sample.cfg,修改zoo.cfg里的dataDir路径)

3.配置zoo.cfg文件(vim zoo.cfg),添加集群信息

  

(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。

)

4.在dataDir目录下创建myid(cd .. --> cd data/zkData --> touch myid)

 

5.配置myid为本服务器的值  就是上面A的值(vim myid)(我的第一台为server.1=jokerq:2888:3888所以直接写入1保存即可)

  注: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

6.将配置好的zookeeper文件夹分发到各集群上

  6.1 cd到zookeeper上层目录(cd ~/apps/)  

 

  6.2分发( scp -r zookeeper-3.4.10 jokerq2:/home/hadoop/apps 

      scp -r zookeeper-3.4.10 jokerq3:/home/hadoop/apps

      scp -r zookeeper-3.4.10 jokerq4:/home/hadoop/apps)

7、修改其他机器的myid(jokerq2 -->2 等等)

 8.分别启动zookeeper

[hadoop@jokerq1 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
[hadoop@jokerq2 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
[hadoop@jokerq3 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
[hadoop@jokerq4 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start

9.查看状态( bin/zkServer.sh status)

 

三、Zookeeper理论篇

3.1 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

 

数据结构图

3.2 节点类型

1)Znode有两种类型:

短暂(ephemeral):客户端和服务器端断开连接后,创建的节点自己删除

持久(persistent):客户端和服务器端断开连接后,创建的节点不删除

2)Znode有四种形式的目录节点(默认是persistent )

(1)持久化目录节点(PERSISTENT)

       客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在

(2)持久化顺序编号目录节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL)

       客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在,只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

(3)临时目录节点(EPHEMERAL)

客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除

(4)临时顺序编号目录节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)

客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除,只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

 

3)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,由父节点维护

4)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

3.3 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。

3.4 选举机制

1)半数机制:集群中半数以上机器存活,集群可用。所以zookeeper适合装在奇数台机器上。

2)Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定master和slave。但是,zookeeper工作时,是有一个节点为leader,其他则为follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的

3)以一个简单的例子来说明整个选举的过程。

假设有五台服务器组成的zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的。假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么。

 

(1)服务器1启动,此时只有它一台服务器启动了,它发出去的报没有任何响应,所以它的选举状态一直是LOOKING状态。

(2)服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3),所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。

(3)服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1、2、3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的leader。

(4)服务器4启动,根据前面的分析,理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的,但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3,所以它只能接收当小弟的命了。

(5)服务器5启动,同4一样当小弟。

3.5 stat结构体

1)czxid- 引起这个znode创建的zxid,创建节点的事务的zxid(ZooKeeper Transaction Id)

每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳,也就是ZooKeeper事务ID。

事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid,如果zxid1小于zxid2,那么zxid1在zxid2之前发生。

2)ctime - znode被创建的毫秒数(从1970年开始)

3)mzxid - znode最后更新的zxid

4)mtime - znode最后修改的毫秒数(从1970年开始)

5)pZxid-znode最后更新的子节点zxid

6)cversion - znode子节点变化号,znode子节点修改次数

7)dataversion - znode数据变化号

8)aclVersion - znode访问控制列表的变化号

9)ephemeralOwner- 如果是临时节点,这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。

10)dataLength- znode的数据长度

11)numChildren - znode子节点数量

3.6 监听器原理

 

监听器是一个接口,我们的代码中可以实现Wather这个接口,实现其中的process方法,方法中即我们自己的业务逻辑

监听器的注册是在获取数据的操作中实现:

getData(path,watch?)监听的事件是:节点数据变化事件

getChildren(path,watch?)监听的事件是:节点下的子节点增减变化事件

 

四、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@hadoop103 zookeeper-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 Jan 01 08:00:00 CST 1970

mZxid = 0x0

mtime = Thu Jan 01 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 "192.168.1.101"

Created /app1/server101

6)获得节点的值

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

hello app1

cZxid = 0x20000000a

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

mZxid = 0x20000000a

mtime = Mon Jul 17 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 Jul 17 16:11:04 CST 2017

mZxid = 0x20000000b

mtime = Mon Jul 17 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启动客户端

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

[atguigu@hadoop104 zookeeper-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::

WatchedEvent state: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:NodeChildrenChanged path:/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

 

四、zookeeper的eclipse操作

API应用

4..1 eclipse环境搭建

1)创建一个工程

2)解压zookeeper-3.4.10.tar.gz文件

3)拷贝zookeeper-3.4.10.jar、jline-0.9.94.jar、log4j-1.2.16.jar、netty-3.10.5.Final.jar、slf4j-api-1.6.1.jar、slf4j-log4j12-1.6.1.jar到工程的lib目录。并build一下,导入工程。

4)拷贝log4j.properties文件到项目根目录

 

4..2 创建ZooKeeper客户端

package com.home.zk;

import java.io.IOException;

import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.junit.Test;

public class ZkClient {
    
    
    //连接zk的地址及端口号配置
    private String connectString = "jokerq1:2181,jokerq2:2181,jokerq3:2181,jokerq4:2181";
    //回话超时时间单位毫秒
    private  int sessionTimeout = 2000;
    private ZooKeeper zkClient = null;
    //1.创建客户端
    @Test
    public void initZk() throws Exception {
        zkClient = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {
            
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                //监听发生后触发的事件
                System.out.println(event.getType()+"--"+event.getPath());
                
            }
        });
    }
}

4..3 创建子节点

public class ZkClient {
    //连接zk的地址及端口号配置
    private String connectString = "jokerq1:2181,jokerq2:2181,jokerq3:2181,jokerq4:2181";
    //回话超时时间单位毫秒
    private  int sessionTimeout = 2000;
    private ZooKeeper zkClient = null;
    //1.创建客户端
    @Before
    public void initZk() throws Exception {
        zkClient = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {
            
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                //监听发生后触发的事件
                System.out.println(event.getType()+"--"+event.getPath());
                
            }
        });
    }
    
    //创建子节点(将创建客户端的方法设置为@Before)
    @Test
    public void createNode() throws Exception{
        //参数1:创建节点的路径 ;  参数2:创建节点存放的数据;  参数3:创建节点后节点具有的权限;   参数4:节点类型
        String create = zkClient.create("/hehe", "a.txt".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        
        System.out.println(create);
    }
}

4..4 获取子节点

//获取节点数据
    @Test
    public void getChild() throws Exception{
        
        //参数1:获取哪一个路径下的所有节点 ;  参数2:获取节点后要不要监听
        List<String> children = zkClient.getChildren("/", false);
        
        for (String child : children) {
            System.out.println(child);
        }
    }

4..5  判断znode是否存在

// 判断znode是否存在
    @Test
    public void isExist() throws Exception{
        
        //参数1:路径下的是否有这个节点 ;  参数2:要不要监听
        Stat exists = zkClient.exists("/hehe", true);
        
        System.out.println(exists ==null?"不存在":"存在");
    }

 

posted @ 2018-11-27 13:57  JokerQ-  阅读(795)  评论(0编辑  收藏  举报