zookeeper简单入门

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1.Zookeeper简介

ZooKeeper是一个为分布式应用所设计的分布的、开源的协调服务，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，简化分布式应用协调及其管理的难度，提供高性能的分布式服务。

ZooKeeper框架最初是在“Yahoo!"上构建的，用于以简单而稳健的方式访问他们的应用程序。 后来，Apache ZooKeeper成为Hadoop，HBase和其他分布式框架使用的有组织服务的标准。 例如，Apache HBase使用ZooKeeper跟踪分布式数据的状态。

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ZooKeeper本身可以以Standalone模式安装运行，不过它的长处在于通过分布式ZooKeeper集群（一个Leader老大，多个Follower小弟），基于一定的策略来保证ZooKeeper集群的稳定性和可用性，从而实现分布式应用的可靠性。

Zookeeper集群的角色：Leader 和 follower （Observer）

只要集群中有半数以上节点存活，集群就能提供服务！本身也是一个集群，也是高可用的！

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2.Zookeeper主要特性

Zookeeper是一个分布式协调服务；就是为用户的分布式应用程序提供协调服务

A、zookeeper是为别的分布式程序服务的 单机版 集群版

B、Zookeeper本身就是一个分布式程序（只要有半数以上节点存活，zk就能正常服务）

C、Zookeeper所提供的服务涵盖：主从协调、服务器节点线、统一配置管理、分布式共享锁、统一名称服务……

D、虽然说可以提供各种服务，但是zookeeper在底层其实只提供了两个功能：

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；

3.Zookeeper集群安装

3.1.环境准备

通过 VMware ，我们安装了三台虚拟机，用来搭建 zookeeper 集群，虚拟机网络地址如下：

hostname	ipaddress
master	192.168.146.200
slave1	192.168.146.201
slave2	192.168.146.202

在搭建 zookeeper 集群之前，我们首先要明白为什么要选择三台机器搭建，2台不可以吗？4台不可以吗？

zookeeper 集群通常是用来对用户的分布式应用程序提供协调服务的，为了保证数据的一致性，对 zookeeper 集群进行了这样三种角色划分：leader、follower分别对应着总统、议员。

总统（leader）：负责进行投票的发起和决议，更新系统状态。

议员（follower）：用于接收客户端请求并向客户端返回结果以及在选举过程中参与投票。

3.2.为什么zookeeper节点是奇数(面试题)

我们知道，在每台机器数据保持一致的情况下，zookeeper集群可以保证，客户端发起的每次查询操作，集群节点都能返回同样的结果。

但是对于客户端发起的修改、删除等能改变数据的操作呢？集群中那么多台机器，你修改你的，我修改我的，最后返回集群中哪台机器的数据呢？

这就是一盘散沙，需要一个领导，于是在zookeeper集群中，leader的作用就体现出来了，只有leader节点才有权利发起修改数据的操作，而follower节点即使接收到了客户端发起的修改操作，也要将其转交给leader来处理，leader接收到修改数据的请求后，会向所有follower广播一条消息，让他们执行某项操作，follower 执行完后，便会向 leader 回复执行完毕。当 leader 收到半数以上的 follower 的确认消息，便会判定该操作执行完毕，然后向所有 follower 广播该操作已经生效。

所以zookeeper集群中leader是不可缺少的，但是 leader 节点是怎么产生的呢？其实就是由所有follower 节点选举产生的，讲究民主嘛，而且leader节点只能有一个，毕竟一个国家不能有多个总统。

这个时候回到我们的小标题，为什么 zookeeper 节点数是奇数，我们下面来一一来说明：

容错率

首先从容错率来说明：（需要保证集群能够有半数进行投票）

2台服务器，至少2台正常运行才行（2的半数为1，半数以上最少为2），正常运行1台服务器都不允许挂掉，但是相对于 单节点服务器，2台服务器还有两个单点故障，所以直接排除了。 3台服务器，至少2台正常运行才行（3的半数为1.5，半数以上最少为2），正常运行可以允许1台服务器挂掉 4台服务器，至少3台正常运行才行（4的半数为2，半数以上最少为3），正常运行可以允许1台服务器挂掉 5台服务器，至少3台正常运行才行（5的半数为2.5，半数以上最少为3），正常运行可以允许2台服务器挂掉

防脑裂

脑裂集群的脑裂通常是发生在节点之间通信不可达的情况下，集群会分裂成不同的小集群，小集群各自选出自己的leader节点，导致原有的集群出现多个leader节点的情况，这就是脑裂。

3台服务器，投票选举半数为1.5，一台服务裂开，和另外两台服务器无法通行，这时候2台服务器的集群（2票大于半数1.5票），所以可以选举出leader，而 1 台服务器的集群无法选举。 4台服务器，投票选举半数为2，可以分成 1,3两个集群或者2,2两个集群，对于 1,3集群，3集群可以选举；对于2,2集群，则不能选择，造成没有leader节点。 5台服务器，投票选举半数为2.5，可以分成1,4两个集群，或者2,3两集群，这两个集群分别都只能选举一个集群，满足zookeeper集群搭建数目。

以上分析，我们从容错率以及防止脑裂两方面说明了3台服务器是搭建集群的最少数目，4台发生脑裂时会造成没有leader节点的错误。

3.3.下载 zookeeper

官网下载地址：http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/

3.4.安装JDK

由于zookeeper集群的运行需要Java运行环境，所以需要首先安装 JDK，关于安装步骤此处省略

3.5.解压 zookeeper

在 /usr/local 目录下新建 software 目录，然后将 zookeeper 压缩文件上传到该目录中，然后通过如下命令解压。

tar -zxvf zookeeper-3.3.6.tar.gz

3.6.修改配置文件 zoo.cfg

将zookeeper压缩文件解压后，我们进入到 conf 目录：

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将 zoo_sample.cfg 文件复制并重命名为 zoo.cfg 文件。

cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

然后通过 vim zoo.cfg 命令对该文件进行修改：

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上面红色框住的内容即是我们修改的内容：

①、tickTime：基本时间单元，这个时间是作为Zookeeper服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，每隔tickTime时间就会发送一个心跳；

②、dataDir：存储内存中数据库快照的位置，除非另有说明，否则指向数据库更新的事务日志。注意：应该谨慎的选择日志存放的位置，使用专用的日志存储设备能够大大提高系统的性能，如果将日志存储在比较繁忙的存储设备上，那么将会很大程度上影像系统性能。

③、client：监听客户端连接的端口。

④、initLimit：允许follower连接并同步到Leader的初始化连接时间，以tickTime为单位。当初始化连接时间超过该值，则表示连接失败。

⑤、syncLimit：表示Leader与Follower之间发送消息时，请求和应答时间长度。如果follower在设置时间内不能与leader通信，那么此follower将会被丢弃。

⑥、server.A=B:C:D

A：其中 A 是一个数字，表示这个是服务器的编号； B：是这个服务器的 ip 地址； C：Leader选举的端口； D：Zookeeper服务器之间的通信端口。

我们需要修改的第一个是 dataDir ,在指定的位置处创建好目录。

第二个需要新增的是 server.A=B:C:D 配置，其中 A 对应下面我们即将介绍的myid 文件。B是集群的各个IP地址，C:D 是端口配置。

3.7.创建 myid 文件

在 上一步 dataDir 指定的目录下，创建 myid 文件。

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然后在该文件添加上一步 server 配置的对应 A 数字。

比如我们上面的配置：

dataDir=/usr/local/software/zookeeper-3.3.6/data

然后下面配置是：

server.0=192.168.146.200:2888:3888 server.1=192.168.146.201:2888:3888 server.2=192.168.146.202:2888:3888

那么就必须在 192.168.146.200 机器的的 /usr/local/software/zookeeper-3.3.6/data 目录下创建 myid 文件，然后在该文件中写上 0 即可。

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后面的机器依次在相应目录创建myid文件，写上相应配置数字即可。

3.8.配置环境变量

为了能够在任意目录启动zookeeper集群，我们需要配置环境变量。

ps:你也可以不配，这不是搭建集群的必要操作，只不过如果你不配置环境变量，那么每次启动zookeeper需要到安装文件的 bin 目录下去启动。

首先进入到 /etc/profile 目录，添加相应的配置信息：

#set zookeeper environment export ZK_HOME=/usr/local/software/zookeeper-3.3.6 export PATH=$PATH:$ZK_HOME/bin

然后通过如下命令使得环境变量生效：

source /etc/profle

4.启动zookeeper服务

启动命令：

zkServer.sh start

停止命令：

zkServer.sh stop

重启命令：

zkServer.sh restart

查看集群节点状态：

zkServer.sh status

我们分别对集群三台机器执行启动命令。执行完毕后，分别查看集群节点状态：

出现如下即是集群搭建成功：

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三台机器，slave1 成功的通过了选举称为了leader,而剩下的两台成为了 follower。这时候，如果你将slave1关掉，会发现剩下两台又会有一台变成了 leader节点。

5.安装容易出现问题

如果没有出现上面的状态，说明搭建过程出了问题，那么解决问题的首先就是查看日志文件：

zookeeper 日志文件目录在：

dataDir 配置的目录下，文件名称为：zookeeper.out。通过查看日志来解决相应的问题。下面是两种常见的问题：

①、防火墙为关闭

查看防火墙状态：

service iptables status

关闭防火墙：

chkconfig iptables off

②、dataDir 配置的目录没有创建

在 zoo.cfg 文件中，会有对 dataDir 的一项配置，需要创建该目录，并且注意要在该目录下创建 myid 文件，里面的配置和 zoo.cfg 的server.x 配置保持一致。

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