Zookeeper 是一個(gè)分布式協(xié)調(diào)服務(wù)，可用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)，分布式鎖，分布式領(lǐng)導(dǎo)選舉，配置管理等。Zookeeper 提供了一個(gè)類似于 Linux 文件系統(tǒng)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)（可認(rèn)為是輕量級(jí)的內(nèi)存文件系統(tǒng)，但只適合存少量信息，完全不適合存儲(chǔ)大量文件或者大文件），同時(shí)提供了對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控通知機(jī)制。

Zookeeper 角色

Zookeeper 集群是一個(gè)基于主從復(fù)制的高可用集群，每個(gè)服務(wù)器承擔(dān)如下三種角色中的一種

Leader

1.一個(gè) Zookeeper 集群同一時(shí)間只會(huì)有一個(gè)實(shí)際工作的 Leader，它會(huì)發(fā)起并維護(hù)與各 Follwer及 Observer 間的心跳。

2.所有的寫(xiě)操作必須要通過(guò) Leader 完成再由 Leader 將寫(xiě)操作廣播給其它服務(wù)器。只要有超過(guò)半數(shù)節(jié)點(diǎn)（不包括 observeer 節(jié)點(diǎn)）寫(xiě)入成功，該寫(xiě)請(qǐng)求就會(huì)被提交（類 2PC 協(xié)議）。

Follower

1.一個(gè) Zookeeper 集群可能同時(shí)存在多個(gè) Follower，它會(huì)響應(yīng) Leader 的心跳，

2.Follower 可直接處理并返回客戶端的讀請(qǐng)求，同時(shí)會(huì)將寫(xiě)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給 Leader 處理，

3.并且負(fù)責(zé)在 Leader 處理寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行投票。

Observer

角色與 Follower 類似，但是無(wú)投票權(quán)。Zookeeper 需保證高可用和強(qiáng)一致性，為了支持更多的客戶端，需要增加更多 Server；Server 增多，投票階段延遲增大，影響性能；引入 Observer，Observer 不參與投票； Observers 接受客戶端的連接，并將寫(xiě)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給 leader 節(jié)點(diǎn)； 加入更多 Observer 節(jié)點(diǎn)，提高伸縮性，同時(shí)不影響吞吐率。

Zookeeper 工作原理（原子廣播）

1.Zookeeper 的核心是原子廣播，這個(gè)機(jī)制保證了各個(gè) server 之間的同步。實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)制的協(xié)議叫做 Zab 協(xié)議。Zab 協(xié)議有兩種模式，它們分別是恢復(fù)模式和廣播模式。

2.當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)或者在領(lǐng)導(dǎo)者崩潰后，Zab 就進(jìn)入了恢復(fù)模式，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者被選舉出來(lái)，且大多數(shù) server 的完成了和 leader 的狀態(tài)同步以后，恢復(fù)模式就結(jié)束了。

3.狀態(tài)同步保證了 leader 和 server 具有相同的系統(tǒng)狀態(tài)

4.一旦 leader 已經(jīng)和多數(shù)的 follower 進(jìn)行了狀態(tài)同步后，他就可以開(kāi)始廣播消息了，即進(jìn)入廣播狀態(tài)。這時(shí)候當(dāng)一個(gè) server 加入 zookeeper 服務(wù)中，它會(huì)在恢復(fù)模式下啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn) leader，并和 leader 進(jìn)行狀態(tài)同步。待到同步結(jié)束，它也參與消息廣播。Zookeeper服務(wù)一直維持在 Broadcast 狀態(tài)，直到 leader 崩潰了或者 leader 失去了大部分的followers 支持。

5.廣播模式需要保證 proposal 被按順序處理，因此 zk 采用了遞增的事務(wù) id 號(hào)(zxid)來(lái)保證。所有的提議(proposal)都在被提出的時(shí)候加上了 zxid。

6.實(shí)現(xiàn)中 zxid 是一個(gè) 64 為的數(shù)字，它高 32 位是 epoch 用來(lái)標(biāo)識(shí) leader 關(guān)系是否改變，每次一個(gè) leader 被選出來(lái)，它都會(huì)有一個(gè)新的 epoch。低 32 位是個(gè)遞增計(jì)數(shù)。

7.當(dāng) leader 崩潰或者 leader 失去大多數(shù)的 follower，這時(shí)候 zk 進(jìn)入恢復(fù)模式，恢復(fù)模式需要重新選舉出一個(gè)新的 leader，讓所有的 server 都恢復(fù)到一個(gè)正確的狀態(tài)。

 Znode 四種形式的目錄節(jié)點(diǎn)

• PERSISTENT：持久的節(jié)點(diǎn)。
• EPHEMERAL：暫時(shí)的節(jié)點(diǎn)。
• PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久化順序編號(hào)目錄節(jié)點(diǎn)。
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL：暫時(shí)化順序編號(hào)目錄節(jié)點(diǎn)。

ZooKeeper 安裝和使用

• 使用 Docker 下載 ZooKeeper

docker pull zookeeper:3.5.8

• 運(yùn)行 ZooKeeper

docker run -d --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper:3.5.8

• 連接 ZooKeeper 服務(wù)
  

先使用 docker ps 查看 ZooKeeper 的 ContainerID，然后使用 docker exec -it ContainerID /bin/bash 命令進(jìn)入容器中。
進(jìn)入 bin 目錄,然后通過(guò) ./zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181命令連接ZooKeeper 服務(wù)

root@eaf70fc620cb:/apache-zookeeper-3.5.8-bin# cd bin

成功連接 ZooKeeper 服務(wù)后頁(yè)面

常用命令

可通過(guò) help 命令查看 ZooKeeper 常用命令

• 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)(create 命令)

通過(guò) create 命令在根目錄創(chuàng)建了 node1 節(jié)點(diǎn)，與它關(guān)聯(lián)的字符串是"node1"

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 34] create /node1 “node1”

通過(guò) create 命令在根目錄創(chuàng)建了 node1 節(jié)點(diǎn)，與它關(guān)聯(lián)的內(nèi)容是數(shù)字 123

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 1] create /node1/node1.1 123
Created /node1/node1.1

更新節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容(set 命令)

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 11] set /node1 "set node1"

• 獲取節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)(get 命令)

get 命令可以獲取指定節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容和節(jié)點(diǎn)的狀態(tài),可以看出我們通過(guò) set 命令已經(jīng)將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容改為 “set node1”。

set node1
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x4b
mtime = Sun Jan 20 10:41:10 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 1

• 查看某個(gè)目錄下的子節(jié)點(diǎn)(ls 命令)
  

通過(guò) ls 命令查看根目錄下的節(jié)點(diǎn)

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 37] ls /
[dubbo, ZooKeeper, node1]

通過(guò) ls 命令查看 node1 目錄下的節(jié)點(diǎn)

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 5] ls /node1
[node1.1]

ZooKeeper 中的 ls 命令和 linux 命令中的 ls 類似， 這個(gè)命令將列出絕對(duì)路徑 path 下的所有子節(jié)點(diǎn)信息（列出 1 級(jí)，并不遞歸）

• 查看節(jié)點(diǎn)狀態(tài)(stat 命令)
  

通過(guò) stat 命令查看節(jié)點(diǎn)狀態(tài)

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 10] stat /node1
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x47
mtime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 11
numChildren = 1

• 查看節(jié)點(diǎn)信息和狀態(tài)(ls2 命令)
  

ls2 命令更像是 ls 命令和 stat 命令的結(jié)合。 ls2 命令返回的信息包括 2 部分：

1.子節(jié)點(diǎn)列表

2.當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的 stat 信息。

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 7] ls2 /node1
[node1.1]
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x47
mtime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 11
numChildren = 1

• 刪除節(jié)點(diǎn)(delete 命令)
  

這個(gè)命令很簡(jiǎn)單，但是需要注意的一點(diǎn)是如果你要?jiǎng)h除某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)必須無(wú)子節(jié)點(diǎn)才行。

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 3] delete /node1/node1.1

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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