Zookeeper的基础介绍和安装教程

1、 Zookeeper入门

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。

1.2 特点

1.3 数据结构

1.4 应用场景

提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。

统一命名服务

统一配置管理

统一集群管理

服务器动态上下线

软负载均衡

1.5 下载地址

1．官网首页：

https://zookeeper.apache.org/

2. apache的归档目录下载

http://archive.apache.org/dist/zookeeper/

2、 Zookeeper安装

2.1 本地模式安装部署

1．安装前准备

（1）安装Jdk

（2）拷贝Zookeeper安装包到Linux系统下

（3）解压到指定目录

[ybb@hadoop102 software]$ tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/

2．配置修改

（1）将/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个路径下的zoo_sample.cfg修改为zoo.cfg；

[ybb@hadoop102 conf]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

（2）打开zoo.cfg文件，修改dataDir路径：

[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ vim zoo.cfg

修改如下内容：

dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData

（3）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录上创建zkData文件夹

[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ mkdir zkData

3．操作Zookeeper

（1）启动Zookeeper

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

（2）查看进程是否启动

[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ jps

4020 Jps

4001 QuorumPeerMain

（3）查看状态：

[ybb@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：

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

（5）退出客户端：

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

（6）停止Zookeeper

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

2.2 配置参数解读

Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义解读如下：

1．tickTime =2000：通信心跳数，Zookeeper服务器与客户端心跳时间，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 =10：LF初始通信时限

集群中的Follower跟随者服务器与Leader领导者服务器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。

3．syncLimit =5：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。

4．dataDir：数据文件目录+数据持久化路径

主要用于保存Zookeeper中的数据。

5．clientPort =2181：客户端连接端口

监听客户端连接的端口。

3、Zookeeper内部原理

3.1 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，如图所示。

（1）服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报文没有任何响应，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。

3.2 节点类型

3.3 Stat结构体

1）czxid-创建节点的事务zxid

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最后更新的事务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

3.4 监听器原理

3.5 写数据流程

4、 Zookeeper实战

4.1 分布式安装部署

1．集群规划

在hadoop102、hadoop103和hadoop104三个节点上部署Zookeeper。

2．解压安装

（1）解压Zookeeper安装包到/opt/module/目录下

[ybb@hadoop102 software]$ tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/

（2）同步/opt/module/zookeeper-3.4.10目录内容到hadoop103、hadoop104

[ybb@hadoop102 module]$ xsync zookeeper-3.4.10/

3．配置服务器编号

（1）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录下创建zkData

[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ mkdir -p zkData

（2）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData目录下创建一个myid的文件

[ybb@hadoop102 zkData]$ touch myid

添加myid文件，注意一定要在linux里面创建，在notepad++里面很可能乱码

（3）编辑myid文件

[ybb@hadoop102 zkData]$ vi myid

在文件中添加与server对应的编号：

2

（4）拷贝配置好的zookeeper到其他机器上

[ybb@hadoop102 zkData]$ xsync myid

并分别在hadoop102、hadoop103上修改myid文件中内容为3、4

4．配置zoo.cfg文件

（1）重命名/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg

[ybb@hadoop102 conf]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

（2）打开zoo.cfg文件

[ybb@hadoop102 conf]$ vim zoo.cfg

修改数据存储路径配置

dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData

增加如下配置

#######################cluster##########################

server.2=hadoop102:2888:3888

server.3=hadoop103:2888:3888

server.4=hadoop104:2888:3888

（3）同步zoo.cfg配置文件

[ybb@hadoop102 conf]$ xsync zoo.cfg

（4）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；

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。

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．集群操作

（1）分别启动Zookeeper

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

[ybb@hadoop103 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

[ybb@hadoop104 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

（2）查看状态

[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

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

Mode: follower

[ybb@hadoop103 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

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

Mode: leader

[ybb@hadoop104 zookeeper-3.4.5]# bin/zkServer.sh status

JMX enabled by default

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

Mode: follower

4.2 客户端命令行操作

1．启动客户端

[ybb@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．查看当前节点详细数据

[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．分别创建2个普通节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] create /sanguo “jinlian”

Created /sanguo

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] create /sanguo/shuguo “liubei”

Created /sanguo/shuguo

6．获得节点的值

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] get /sanguo

jinlian

cZxid = 0x100000003

ctime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018

mZxid = 0x100000003

mtime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018

pZxid = 0x100000004

cversion = 1

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 7

numChildren = 1

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6]

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

liubei

cZxid = 0x100000004

ctime = Wed Aug 29 00:04:35 CST 2018

mZxid = 0x100000004

mtime = Wed Aug 29 00:04:35 CST 2018

pZxid = 0x100000004

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 6

numChildren = 0

7．创建短暂节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] create -e /sanguo/wuguo “zhouyu”

Created /sanguo/wuguo

（1）在当前客户端是能查看到的

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] ls /sanguo

[wuguo, shuguo]

（2）退出当前客户端然后再重启客户端

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

[ybb@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 /sanguo

[shuguo]

8．创建带序号的节点

（1）先创建一个普通的根节点/sanguo/weiguo

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] create /sanguo/weiguo “caocao”

Created /sanguo/weiguo

（2）创建带序号的节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] create -s /sanguo/weiguo/xiaoqiao “jinlian”

Created /sanguo/weiguo/xiaoqiao0000000000

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] create -s /sanguo/weiguo/daqiao “jinlian”

Created /sanguo/weiguo/daqiao0000000001

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] create -s /sanguo/weiguo/diaocan “jinlian”

Created /sanguo/weiguo/diaocan0000000002

如果原来没有序号节点，序号从0开始依次递增。如果原节点下已有2个节点，则再排序时从2开始，以此类推。

9．修改节点数据值

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] set /sanguo/weiguo “simayi”

10．节点的值变化监听

（1）在hadoop104主机上注册监听/sanguo节点数据变化

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 26] [zk: localhost:2181(CONNECTED) 8] get /sanguo watch

（2）在hadoop103主机上修改/sanguo节点的数据

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] set /sanguo “xisi”

（3）观察hadoop104主机收到数据变化的监听

WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/sanguo

11．节点的子节点变化监听（路径变化）

（1）在hadoop104主机上注册监听/sanguo节点的子节点变化

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /sanguo watch

[aa0000000001, server101]

（2）在hadoop103主机/sanguo节点上创建子节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] create /sanguo/jin “simayi”

Created /sanguo/jin

（3）观察hadoop104主机收到子节点变化的监听

WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeChildrenChanged path:/sanguo

12．删除节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] delete /sanguo/jin

13．递归删除节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 15] rmr /sanguo/shuguo

14．查看节点状态

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] stat /sanguo

cZxid = 0x100000003

ctime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018

mZxid = 0x100000011

mtime = Wed Aug 29 00:21:23 CST 2018

pZxid = 0x100000014

cversion = 9

dataVersion = 1

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 4

numChildren = 1