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一、Zookeeper基础简介

1、概念简介

Zookeeper是一个Apache开源的分布式的应用，为系统架构提供协调服务。从设计模式角度来审视：该组件是一个基于观察者模式设计的框架，负责存储和管理数据，接受观察者的注册，一旦数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的观察者做出相应的反应，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式。ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

2、基本理论

数据结构

ZooKeeper记录数据的结构与Linux文件系统相似，整体可以看作一棵树，每个节点称ZNode。每个Znode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

节点类型

短暂（ephemeral）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自动删除。
持久（persistent）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点持久化保存。

集群服务

在Zookeeper集群服务是由一个领导者（leader），多个跟随者（follower）组成的集群。领导者负责进行投票的发起和决议，更新集群服务状态。跟随者用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票。集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。

数据一致性

每个server保存一份相同的数据拷贝，客户端无论请求到被集群中哪个server处理，得到的数据都是一致的。

3、应用场景

经典应用：Dubbo框架的服务注册和发现；
分布式消息同步和协调机制；
服务器节点动态上下线；
统一配置管理、负载均衡、集群管理；

二、安全管理操作

1、操作权限

ZooKeeper的节点有5种操作权限：CREATE(增)、READ(查)、WRITE(改)、DELETE(删)、ADMIN(管理)等相关权限，这5种权限集合可以简写为crwda，每个单词的首字符拼接而成。

2、认证方式：

world

默认方式，开放的权限，意解为全世界都能随意访问。

auth

已经授权且认证通过的用户才可以访问。

digest

用户名:密码方式认证，实际业务开发中最常用的方式。

IP白名单

授权指定的Ip地址，和指定的权限点，控制访问。

3、Digest授权流程

添加认证用户

addauth digest 用户名:密码

设置权限

setAcl /path auth:用户名:密码:权限

查看Acl设置

getAcl /path

完整操作流程

-- 添加授权用户
[zk: localhost:2181] addauth digest smile:123456
-- 创建节点
[zk: localhost:2181] create /cicada cicada
-- 节点授权
[zk: localhost:2181] setAcl /cicada auth:smile:123456:cdrwa
-- 查看授权
[zk: localhost:2181] getAcl /cicada

三、整合 SpringBoot2 框架

1、核心依赖

Curator是Apache开源的一个Zookeeper客户端连接和操作的组件，Curator框架在Zookeeper原生API接口上进行二次包装。提供ZooKeeper各种应用场景：比如：分布式锁服务、集群领导选举、共享计数器、缓存机制、分布式队列等API封装。

<dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-framework</artifactId><version>2.12.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-recipes</artifactId><version>2.12.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-client</artifactId><version>2.12.0</version>
</dependency>

2、Zookeeper参数

zoo:keeper:#开启标志enabled: true#服务器地址server: 127.0.0.1:2181#命名空间，被称为ZNodenamespace: cicada#权限控制，加密digest: smile:123456#会话超时时间sessionTimeoutMs: 3000#连接超时时间connectionTimeoutMs: 60000#最大重试次数maxRetries: 2#初始休眠时间baseSleepTimeMs: 1000

3、服务初始化配置

@Configuration
public class ZookeeperConfig {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ZookeeperConfig.class) ;@Resourceprivate ZookeeperParam zookeeperParam ;private static CuratorFramework client = null ;/*** 初始化*/@PostConstructpublic void init (){//重试策略，初试时间1秒，重试10次RetryPolicy policy = new ExponentialBackoffRetry(zookeeperParam.getBaseSleepTimeMs(),zookeeperParam.getMaxRetries());//通过工厂创建Curatorclient = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString(zookeeperParam.getServer()).authorization("digest",zookeeperParam.getDigest().getBytes()).connectionTimeoutMs(zookeeperParam.getConnectionTimeoutMs()).sessionTimeoutMs(zookeeperParam.getSessionTimeoutMs()).retryPolicy(policy).build();//开启连接client.start();LOGGER.info("zookeeper 初始化完成...");}public static CuratorFramework getClient (){return client ;}public static void closeClient (){if (client != null){client.close();}}
}

4、封装系列接口

public interface ZookeeperService {/*** 判断节点是否存在*/boolean isExistNode (final String path) ;/*** 创建节点*/void createNode (CreateMode mode,String path ) ;/*** 设置节点数据*/void setNodeData (String path, String nodeData) ;/*** 创建节点*/void createNodeAndData (CreateMode mode, String path , String nodeData) ;/*** 获取节点数据*/String getNodeData (String path) ;/*** 获取节点下数据*/List<String> getNodeChild (String path) ;/*** 是否递归删除节点*/void deleteNode (String path,Boolean recursive) ;/*** 获取读写锁*/InterProcessReadWriteLock getReadWriteLock (String path) ;
}

5、接口实现

@Service
public class ZookeeperServiceImpl implements ZookeeperService {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ZookeeperServiceImpl.class);@Overridepublic boolean isExistNode(String path) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient();client.sync() ;try {Stat stat = client.checkExists().forPath(path);return client.checkExists().forPath(path) != null;} catch (Exception e) {LOGGER.error("isExistNode error...", e);e.printStackTrace();}return false;}@Overridepublic void createNode(CreateMode mode, String path) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;try {// 递归创建所需父节点client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(mode).forPath(path);} catch (Exception e) {LOGGER.error("createNode error...", e);e.printStackTrace();}}@Overridepublic void setNodeData(String path, String nodeData) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;try {// 设置节点数据client.setData().forPath(path, nodeData.getBytes("UTF-8"));} catch (Exception e) {LOGGER.error("setNodeData error...", e);e.printStackTrace();}}@Overridepublic void createNodeAndData(CreateMode mode, String path, String nodeData) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;try {// 创建节点，关联数据client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(mode).forPath(path,nodeData.getBytes("UTF-8"));} catch (Exception e) {LOGGER.error("createNode error...", e);e.printStackTrace();}}@Overridepublic String getNodeData(String path) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;try {// 数据读取和转换byte[] dataByte = client.getData().forPath(path) ;String data = new String(dataByte,"UTF-8") ;if (StringUtils.isNotEmpty(data)){return data ;}}catch (Exception e) {LOGGER.error("getNodeData error...", e);e.printStackTrace();}return null;}@Overridepublic List<String> getNodeChild(String path) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;List<String> nodeChildDataList = new ArrayList<>();try {// 节点下数据集nodeChildDataList = client.getChildren().forPath(path);} catch (Exception e) {LOGGER.error("getNodeChild error...", e);e.printStackTrace();}return nodeChildDataList;}@Overridepublic void deleteNode(String path, Boolean recursive) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;try {if(recursive) {// 递归删除节点client.delete().guaranteed().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path);} else {// 删除单个节点client.delete().guaranteed().forPath(path);}} catch (Exception e) {LOGGER.error("deleteNode error...", e);e.printStackTrace();}}@Overridepublic InterProcessReadWriteLock getReadWriteLock(String path) {CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ;// 写锁互斥、读写互斥InterProcessReadWriteLock readWriteLock = new InterProcessReadWriteLock(client, path);return readWriteLock ;}
}

6、基于Swagger2接口

@Api("Zookeeper接口管理")
@RestController
public class ZookeeperApi {@Resourceprivate ZookeeperService zookeeperService ;@ApiOperation(value="查询节点数据")@GetMapping("/getNodeData")public String getNodeData (String path) {return zookeeperService.getNodeData(path) ;}@ApiOperation(value="判断节点是否存在")@GetMapping("/isExistNode")public boolean isExistNode (final String path){return zookeeperService.isExistNode(path) ;}@ApiOperation(value="创建节点")@GetMapping("/createNode")public String createNode (CreateMode mode, String path ){zookeeperService.createNode(mode,path) ;return "success" ;}@ApiOperation(value="设置节点数据")@GetMapping("/setNodeData")public String setNodeData (String path, String nodeData) {zookeeperService.setNodeData(path,nodeData) ;return "success" ;}@ApiOperation(value="创建并设置节点数据")@GetMapping("/createNodeAndData")public String createNodeAndData (CreateMode mode, String path , String nodeData){zookeeperService.createNodeAndData(mode,path,nodeData) ;return "success" ;}@ApiOperation(value="递归获取节点数据")@GetMapping("/getNodeChild")public List<String> getNodeChild (String path) {return zookeeperService.getNodeChild(path) ;}@ApiOperation(value="是否递归删除节点")@GetMapping("/deleteNode")public String deleteNode (String path,Boolean recursive) {zookeeperService.deleteNode(path,recursive) ;return "success" ;}
}

四、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/middle-ware-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/middle-ware-parent

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