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ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务

前端2024-05-05 01:07:28

ZooKeeper（分布式协调服务）使用介绍

一、ZooKeeper 简介

1.ZooKeeper 设计目标
2.核心概念

1）Session 会话
2）数据节点
3）Watcher
4）ACL

二、ZooKeeper Cluster 安装

1.安装 ZooKeeper
2.使用 Golang 连接 ZooKeeper 的 API 接口
3.配置 ZooKeeper Cluster

一、ZooKeeper 简介

ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务，目前由 Apache 进行维护。ZooKeeper 可以用于实现分布式系统中常见的发布/订阅、负载均衡、命令服务、分布式协调/通知、集群管理、Master 选举、分布式锁和分布式队列等功能。 它具有以下特性：

顺序一致性： 来自客户端的更新操作将会按照顺序被应用；
原子性： 即要么全部更新成功，要么要不更新失败，没有部分的结果；
统一的系统镜像： 即不管客户端连接的是哪台服务器，都能看到同样的服务视图（也就是无状态的）
可靠性： 一旦写入操作被执行，那么这个状态将会被持久化，直到其它客户端的修改生效。
实时性： 一旦一个事务被成功应用，ZooKeeper 可以保证客户端立即读取到这个事务变更后的最新状态的数据。

1.ZooKeeper 设计目标

ZooKeeper 致力于为那些高吞吐的大型分布式系统提供一个高性能、高可用、且具有严格顺序访问控制能力的分布式协调服务。

1）简单的数据模型：

ZooKeeper 通过树形结构来存储数据，它由一系列被称为 ZNode 的数据节点组成，类似于常见的文件系统；
不过和常见的文件系统不同，ZooKeeper 将数据全量存储在内存中，以此来实现高吞吐，减少访问延迟。

2）可配置 Cluster：

为了保证高可用，最好是以集群形态部署 ZooKeeper，这样只要集群中大部分机器是可用的，那么 ZooKeeper 本身仍然可用。

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_ZooKeeper,第1张

上图中每一个 Server 代表一个安装 ZooKeeper 服务的服务器，组成 ZooKeeper 服务的服务器都会在内存中维护当前的服务器状态，并且每台服务器间都保持着通信。并通过 Zab 协议来保持数据的一致性。

3）顺序访问：

对于来自客户端的每个更新请求，ZooKeeper 都会分配一个全局唯一的递增 ID，这个 ID 决定了所有事务操作的先后顺序。

4）高性能高可用

ZooKeeper 将数据全量存储在内存中以保持高性能，并通过服务集群来实现高可用；
由于 ZooKeeper 的所有更新和删除都是基于事务的，所以其在读多写少的应用场景中有着很高的性能表现。

2.核心概念

Cluster 角色：

角色	作用
`Leader`	提供读写服务，并维护集群状态（经过选举产生）
`Follower`	提供读写服务，并定期向 Leader 汇报自己的节点状态（同时也参加过半写成功的策略和 Leader 的选举）
`OBServer`	提供读写服务，并定期向 Leader 汇报自己的节点状态（因为不参加策略和选举，所以可以在不影响写性能的情况下提升集群的读性能）

1）Session 会话

当 Client 通过 TCP 长连接连接到 ZooKeeper 服务器时，Session 便开始建立连接，并通过 tickTime（心跳检测）机制来保持有效的会话状态。通过这个连接，Client 可以发送请求并接收响应，同时也可以接收到 Watch 事件的通知。

另外，当由于网络故障或者 Client 主动断开等原因，导致连接断开，此时只要在会话超时时间之内重新建立连接，则之间创建的会话依然有效。（这个取决于 tickTime 配置）

2）数据节点

ZooKeeper 数据模型是由一系列基本数据单元 ZNode（数据节点）组成的节点树，其中根节点为 /（每个节点上都会保存自己的数据和节点信息）；ZooKeeper 中的节点可以分为两大类：

持久节点： 节点一旦创建，除非被主动删除，否则一直存在。
临时节点： 一旦创建该节点的客户端会话（Session）失效，则所有该客户端创建的临时节点都会被删除。

3）Watcher

ZooKeeper 中一个常用的功能是 Watcher（事件监听器），它允许用户在指定节点上针对感兴趣的事件注册监听，当事件发生时，监听器会被触发，并将事件推送到客户端。该机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的重要特性。

4）ACL

ZooKeeper 采用 ACL（Access Control Lists）策略来进行权限控制，类似于 Unix 文件系统的控制权限：

命令	作用
`create`	可以进行创建操作
`read`	可以进行查看操作
`write`	可以对创建的内容进行写入操作
`delete`	可以进行删除操作
`admin`	可以进行配置权限操作

二、ZooKeeper Cluster 安装

准备工作：

主机名	操作系统	IP 地址
ZooKeeper	CentOS 7.4	192.168.1.1

安装 JDK：下载地址（需要创建 Oracle 账号）

[root@ZooKeeper ~]# ls
anaconda-ks.cfg  jdk-8u181-linux-x64.tar.gz
[root@ZooKeeper ~]# tar zxf jdk-8u181-linux-x64.tar.gz 
[root@ZooKeeper ~]# ls
anaconda-ks.cfg  jdk1.8.0_181  jdk-8u181-linux-x64.tar.gz
[root@ZooKeeper ~]# mv jdk1.8.0_181 /usr/local/java
[root@ZooKeeper ~]# cat <<"END" >> /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/java
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
END
[root@ZooKeeper ~]# source /etc/profile
[root@ZooKeeper ~]# java -version

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_原力计划_02,第2张

1.安装 ZooKeeper

[root@ZooKeeper ~]# wget http://dlcdn.apache.org/zookeeper/zookeeper-3.6.3/apache-zookeeper-3.6.3-bin.tar.gz
[root@ZooKeeper ~]# ls
anaconda-ks.cfg  apache-zookeeper-3.6.3-bin.tar.gz  jdk-8u181-linux-x64.tar.gz
[root@ZooKeeper ~]# tar zxf apache-zookeeper-3.6.3-bin.tar.gz
[root@ZooKeeper ~]# mv apache-zookeeper-3.6.3-bin /usr/local/zookeeper
[root@ZooKeeper ~]# mkdir /usr/local/zookeeper/data
[root@ZooKeeper ~]# cat <<END >> /usr/local/zookeeper/conf/zoo.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/usr/local/zookeeper/data
clientPort=2181
END

注解：

tickTime：Client 和服务器间的通信会话限制（相当于健康检查，tickTime 的时间为 ms (1s = 1000ms)）
initLimit：Leader 和 Follower 间初始通信限制。
syncLimit：Leader 和 Follower 间同步通信限制（当响应时间超于 syncLimit * tickTime 时，Leader 便会将 Follower 进行移除）
dataDir：此目录用于存放保存在内存数据库中的快照信息（当未配置 dataLogDir 参数时，日志信息也会存放到此目录）
clientPort：ZooKeeper 监听的端口，用于客户端连接使用。

启动 ZooKeeper

[root@ZooKeeper ~]# /usr/local/zookeeper/bin/zkServer.sh start						# 启动
[root@ZooKeeper ~]# /usr/local/zookeeper/bin/zkServer.sh status						# 查看状态

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_Golang_03,第3张

连接到 ZooKeeper

[root@ZooKeeper ~]# /usr/local/zookeeper/bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
Welcome to ZooKeeper!
JLine support is enabled

WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 0]

当连接成功后，系统会输出 ZooKeeper 的相关配置信息和相关环境，并在屏幕上输出 Welcome to ZooKeeper! 等信息。

2.使用 Golang 连接 ZooKeeper 的 API 接口

安装 Golang：安装

[root@ZooKeeper ~]# git clone https://github.com/samuel/go-zookeeper.git
[root@ZooKeeper ~]# mv go-zookeeper /usr/local/go/src/

package main
import (
    "fmt"
    "time"
    "go-zookeeper/zk"
)
func main() {
    Hosts := []string{"192.168.1.1:2181"}
    conn, _, err := zk.Connect(Hosts,time.Second * 5)
    defer conn.Close()
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
}

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_分布式协调服务_04,第4张

通过 Golang 实现对 ZooKeeper 的增删改查：

package main
import (
    "fmt"
    "time"
    "go-zookeeper/zk"
)
var (
    path = "/Zzz"
)
//增
func add(conn *zk.Conn) {
    var data = []byte("Hello ZooKeeper")
    // flags 的四种取值方式:
    // 0 (永久.除非手动删除)
    // zk.FlagEphemeral = 1 (短暂. session 断开则该节点也被删除)
    // zk.FlagSequence = 2 (会自动在节点后面添加序号)
    // 3 (Ephemeral 和 Sequence. 即短暂且自动添加序号)
	var flags int32 = 0
	// 获取访问控制权限
	acls := zk.WorldACL(zk.PermAll)
	create, err := conn.Create(path,data,flags,acls)
	if err != nil {
	    fmt.Printf("创建失败: %v\n",err)
		return
    }
	fmt.Printf("创建: %v 成功\n",create)
}
// 查
func get(conn *zk.Conn) {
    data, _, err := conn.Get(path)
	if err != nil {
	    fmt.Printf("查询 %s 失败,err: %v\n",path,err)
	    return
	}
	fmt.Printf("%s 的值为 %s\n",path,string(data))
}
// 删除与增加不同在于其函数中的 Version 参数. 其中 Version 使用 CAS 支持 (可以通过此种方式保证原子性)
// 改
func modify(conn *zk.Conn) {
    new_data := []byte("This is ZooKeeper")
    _, sate, _ := conn.Get(path)
    _, err := conn.Set(path,new_data,sate.Version)
    if err != nil {
	    fmt.Printf("数据修改失败: %v\n",err)
	    return
    }
    fmt.Println("数据修改成功")
}
// 删
func del(conn *zk.Conn) {
    _, sate, _ := conn.Get(path)
    err := conn.Delete(path,sate.Version)
    if err != nil {
        fmt.Printf("数据删除失败: %v\n",err)
	    return
    }
    fmt.Println("数据删除成功")
}
func main() {
    hosts := []string{"192.168.1.1:2181"}
    conn, _, err := zk.Connect(hosts,time.Second * 5)
    defer conn.Close()
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
	    return
    }
    /* 增删改查 */
    add(conn)
    get(conn)
    modify(conn)
    get(conn)
    del(conn)
}

3.配置 ZooKeeper Cluster

在原来的基础上，在增加两台服务器：

主机名	操作系统	IP 地址
ZooKeeper-2	CentOS 7.4	192.168.1.2
ZooKeeper-3	CentOS 7.4	192.168.1.3
1）将 Java 和 ZooKeeper 传给新的服务器：

[root@ZooKeeper ~]# scp -r /usr/local/java root@192.168.1.2:/usr/local/
[root@ZooKeeper ~]# scp -r /usr/local/zookeeper root@192.168.1.2:/usr/local/

2）在新的服务器上启动 ZooKeeper：

[root@ZooKeeper ~]# cat <<END >> /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/java
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
END
[root@ZooKeeper ~]# source /etc/profile
[root@ZooKeeper ~]# /usr/local/zookeeper/bin/zkServer.sh start

3）配置 Cluster 集群（三台服务器上操作一样）

[root@ZooKeeper ~]# cat <<END >> /usr/local/zookeeper/conf/zoo.cfg
server.1=192.168.1.1:2888:3888
server.2=192.168.1.2:2889:3889
server.3=192.168.1.3:2890:3890
END

4）创建 myid 文件

[root@ZooKeeper ~]# echo "1" > /usr/local/zookeeper/data/myid
[root@ZooKeeper-2 ~]# echo "2" > /usr/local/zookeeper/data/myid
[root@ZooKeeper-2 ~]# echo "3" > /usr/local/zookeeper/data/myid

需要确保每台服务器的 myid 文件中数字不同，并且和自己所在机器的 zoo.cfg 中 server.id=host:port:port 的 id 值一样。
另外，id 的范围是 1 ~ 255。

5）重启 ZooKeeper 服务

[root@ZooKeeper ~]# /usr/local/zookeeper/bin/zkServer.sh restart			# 三台服务器都要重启

查看 ZooKeeper 状态：

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_分布式协调服务_05,第5张

验证：

ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务,ZooKeeper服务器运行在standalone模式下 zookeeper 服务_原力计划_06,第6张

查看全文

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