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VIP-01 Zookeeper特性与节点数据类型详解

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VIP-01 Zookeeper特性与节点数据类型详解
正文
- 1. 什么是Zookeeper？
- 2. Zookeeper 核心概念
- - 2.1、文件系统数据结构
  - 2.2、监听通知机制
  - 2.3、Zookeeper 经典的应用场景
  - 3.2. 使用命令行操作zookeeper
    
    正文
    1. 什么是Zookeeper
    2. Zookeeper核心概念
    3. Zookeeper实操
    4. Zookeeper ACLs权限控制
    5. ZooKeeper 内存数据和持久化
      在了解Zookeeper之前，需要对分布式相关知识有一定了解，什么是分布式系统呢？通常情况
      下，单个物理节点很容易达到性能，计算或者容量的瓶颈，所以这个时候就需要多个物理节点来
      共同完成某项任务，一个分布式系统的本质是分布在不同网络或计算机上的程序组件，彼此通过
      信息传递来协同工作的系统，而Zookeeper正是一个分布式应用协调框架，在分布式系统架构中
      有广泛的应用场景。
    1. 什么是Zookeeper？
    
    官方文档上这么解释zookeeper，它是一个分布式协调框架，是Apache Hadoop 的一个子项
    目，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，如：统一命名服务、状态同
    步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。
    
    2. Zookeeper 核心概念
    
    上面的解释有点抽象，同学们暂时可以理解为 Zookeeper 是一个用于存储少量数据的基于内存
    的数据库，主要有如下两个核心的概念：文件系统数据结构+监听通知机制。
    
    2.1、文件系统数据结构
    
    Zookeeper维护一个类似文件系统的数据结构：
    每个子目录项都被称作为 znode(目录节点)，和文件系统类似，我们能够自由的增加、删除
    znode，在一个znode下增加、删除子znode。
    有四种类型的znode：
    1、PERSISTENT持久化目录节点
    客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只要不手动删除该节点，他将永远存在
    2、 PERSISTENT_SEQUENTIAL持久化顺序编号目录节点
    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、EPHEMERAL临时目录节点
    客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除
    4、EPHEMERAL_SEQUENTIAL临时顺序编号目录节点
    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
    5. Container 节点（3.5.3 版本新增，如果Container节点下面没有子节点，则Container节点
    在未来会被Zookeeper自动清除,定时任务默认60s 检查一次）
    6. TTL 节点( 默认禁用，只能通过系统配置 zookeeper.extendedTypesEnabled=true 开启，不稳
    定)
    
    2.2、监听通知机制
    
    客户端注册监听它关心的任意节点，或者目录节点及递归子目录节点
    1. 如果注册的是对某个节点的监听，则当这个节点被删除，或者被修改时，对应的客户端将被通
      知
    2. 如果注册的是对某个目录的监听，则当这个目录有子节点被创建，或者有子节点被删除，对应
      的客户端将被通知
    3. 如果注册的是对某个目录的递归子节点进行监听，则当这个目录下面的任意子节点有目录结构
      的变化（有子节点被创建，或被删除）或者根节点有数据变化时，对应的客户端将被通知。
      注意：所有的通知都是一次性的，及无论是对节点还是对目录进行的监听，一旦触发，对应的监
      听即被移除。递归子节点，监听是对所有子节点的，所以，每个子节点下面的事件同样只会被触
      发一次。
    2.3、Zookeeper 经典的应用场景
    1. 分布式配置中心
    2. 分布式注册中心
    3. 分布式锁
    4. 分布式队列
    5. 集群选举
    6. 分布式屏障
    7. 发布/订阅
    8. Zookeeper 实战
      3.1. zookeeper安装
      Step1：配置JAVA环境，检验环境：
```
1 java ‐version
```
    Step2: 下载解压 zookeeper
```
1 wget https://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper‐3.5.8/apache‐zookeepe
r‐3.5.8‐bin.tar.gz
2 tar ‐zxvf apache‐zookeeper‐3.5.8‐bin.tar.gz
3 cd apache‐zookeeper‐3.5.8‐bin
```
    Step3: 重命名配置文件 zoo_sample.cfg
```
1 cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
```
    Step4: 启动zookeeper
```
1 # 可以通过 bin/zkServer.sh 来查看都支持哪些参数
2 bin/zkServer.sh start conf/zoo.cfg
```
    Step5: 检测是否启动成功
```
1 echo stat | nc 192.168.109.200 // 前提是配置文件中中讲 stat 四字命令设置了了白名单
2 如：
3 4lw.commands.whitelist=stat
```
    Step6: 连接服务器
```
1 bin/zkCli.sh ‐server ip:port
```
    3.2. 使用命令行操作zookeeper
    
    输入命令 help 查看zookeeper所支持的所有命令：
```
1 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 80] help
2 ZooKeeper ‐server host:port cmd args
3 addauth scheme auth
4 close
5 config [‐c] [‐w] [‐s]
6 connect host:port
7 create [‐s] [‐e] [‐c] [‐t ttl] path [data] [acl]
8 delete [‐v version] path
9 deleteall path
10 delquota [‐n|‐b] path
11 get [‐s] [‐w] path
12 getAcl [‐s] path
13 history
14 listquota path
15 ls [‐s] [‐w] [‐R] path
16 ls2 path [watch]
17 printwatches on|off
18 quit
19 reconfig [‐s] [‐v version] [[‐file path] | [‐members serverID=host:port1:port
2;port3[,...]*]] | [‐add serverId=host:port1:port2;port3[,...]]* [‐remove serverI
d[,...]*]
20 redo cmdno
21 removewatches path [‐c|‐d|‐a] [‐l]
22 rmr path
23 set [‐s] [‐v version] path data
24 setAcl [‐s] [‐v version] [‐R] path acl
25 setquota ‐n|‐b val path
26 stat [‐w] path
27 sync path
```
    1. 创建zookeeper 节点命令
```
1 create [‐s] [‐e] [‐c] [‐t ttl] path [data] [acl]
2
```
    中括号为可选项，没有则默认创建持久化节点
    -s: 顺序节点
    -e: 临时节点
    -c: 容器节点
    -t: 可以给节点添加过期时间，默认禁用，需要通过系统参数启用
    （-Dzookeeper.extendedTypesEnabled=true, znode.container.checkIntervalMs : (Java system
    property only) New in 3.5.1: The time interval in milliseconds for each check of candidate
    container and ttl nodes. Default is “60000”.)
    创建节点：
```
1 create /test‐node some‐data
```
    如上，没有加任何可选参数，创建的就是持久化节点
    查看节点：
```
1 get /test‐node
```
    修改节点数据：
```
1 set /test‐node some‐data‐changed
```
    查看节点状态信息：
```
1 stat /test‐node
```
    Stat
    cZxid：创建znode的事务ID（Zxid的值）。
    mZxid：最后修改znode的事务ID。
    pZxid：最后添加或删除子节点的事务ID（子节点列表发生变化才会发生改变）。
    ctime：znode创建时间。
    mtime：znode最近修改时间。
    dataVersion：znode的当前数据版本。
    cversion：znode的子节点结果集版本（一个节点的子节点增加、删除都会影响这个
    版本）。
    aclVersion：表示对此znode的acl版本。
    ephemeralOwner：znode是临时znode时，表示znode所有者的 session ID。如果
    znode不是临时znode，则该字段设置为零。
    dataLength：znode数据字段的长度。
    numChildren：znode的子znode的数量。
    查看节点状态信息同时查看数据
    根据状态数据中的版本号有并发修改数据实现乐观锁的功能
    比如：客户端首先获取版本信息， get -s /node-test
    /test-node 当前的数据版本是 1 ，这时客户端用 set 命令修改数据的时候可以把版本号带上
    如果在执行上面 set命令前，有人修改了数据，zookeeper 会递增版本号，这个时候，如果再用
    以前的版本号去修改，将会导致修改失败，报如下错误
    创建子节点，这里要注意，zookeeper是以节点组织数据的，没有相对路径这么一说，所以，所
    有的节点一定是以 / 开头
```
1 create /test‐node/test‐sub‐node
```
    查看子节点信息，比如根节点下面的所有子节点，加一个大写 R 可以查看递归子节点列表
```
1 ls /
```
    明天说Zookeeper 的 ACL 权限控制!!