一:CAP&Base理论
1.CAP理论
CAP 理论指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:
- 一致性:在分布式环境中,一致性是指数据在多个副本之间是否能够保持一致的特性,等同于所有节点访问同一份最新的数据副本。在一致性的需求下,当一个系统在数据一致的状态下执行更新操作后,应该保证系统的数据仍然处于一致的状态。
- 可用性:每次请求都能获取到正确的响应,但是不保证获取的数据为最新数据。
- 分区容错性:分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候,仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务,除非是整个网络环境都发生了故障。
一个分布式系统最多只能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)这三项中的两项。
在这三个基本需求中,最多只能同时满足其中的两项,P 是必须的,因此只能在 CP 和 AP 中选择,zookeeper 保证的是 CP,对比 spring cloud 系统中的注册中心 eureka实现的是 AP。
2.BASE 理论
BASE 是 Basically Available(基本可用)、Soft-state(软状态) 和 Eventually Consistent(最终一致性) 三个短语的缩写。
- 基本可用:在分布式系统出现故障,允许损失部分可用性(服务降级、页面降级)。
- 软状态:允许分布式系统出现中间状态。而且中间状态不影响系统的可用性。这里的中间状态是指不同的 data replication(数据备份节点)之间的数据更新可以出现延时的最终一致性。
- 最终一致性:data replications 经过一段时间达到一致性。
BASE 理论是对 CAP 中的一致性和可用性进行一个权衡的结果,理论的核心思想就是:我们无法做到强一致,但每个应用都可以根据自身的业务特点,采用适当的方式来使系统达到最终一致性。
3.Zookeeper
ZooKeeper 是一个开源的分布式协调框架,是Apache Hadoop 的一个子项目,主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题。Zookeeper 的设计目标是将那些复杂且容易出错的分布式一致性服务封装起来,构成一个高效可靠的原语集,并以一系列简单易用的接口提供给用户使用。
ZooKeeper本质上是一个分布式的小文件存储系统(Zookeeper=文件系统+监听机制)。提供基于类似于文件系统的目录树方式的数据存储,并且可以对树中的节点进行有效管理,从而用来维护和监控存储的数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化,从而可以达到基于数据的集群管理、统一命名服务、分布式配置管理、分布式消息队列、分布式锁、分布式协调等功能。
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。
二:安装
1.下载
运行环境:jdk8
2.解压
tar -zxvf apache-zookeeper-3.8.0-bin.tar.gz -C ../software/
3.修改配置文件
解压安装包后进入conf目录,复制zoo_sample.cfg,修改为zoo.cfg
修改 zoo.cfg 配置文件,将 dataDir=/tmp/zookeeper 修改为指定的data目录
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=/opt/software/zookeeper-3.8.0-bin/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. # # https://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 ## Metrics Providers # # https://prometheus.io Metrics Exporter #metricsProvider.className=org.apache.zookeeper.metrics.prometheus.PrometheusMetricsProvider #metricsProvider.httpHost=0.0.0.0 #metricsProvider.httpPort=7000 #metricsProvider.exportJvmInfo=true
4.启动
# 默认加载配置路径conf/zoo.cfg bin/zkServer.sh start conf/zoo.cfg # 查看zookeeper状态 bin/zkServer.sh status
效果:
三:数据结构
1.