Zookeeper 由 Apache Hadoop 的 Zookeeper 子项目发展而来，Google Chubby的一个开源实现。它是一个分布式应用程序协调服务，提供的功能包括：配置管理，名字服务，提供分布式同步、队列管理、集群管理等。 从设计模式角度来看，是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper 就将负责通知已经在 Zookeeper 上注册的那些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有两种运行模式：

独立模式（standalone mode)：只运行在一台服务器上，适合测试环境。
复制模式（replicated mode)：运行于一个集群上，适合生产环境，这个计算机集群被称为一个“集合体”（ensemble）

复制模式的Zookeeper通过复制来实现高可用性，只要集合体中半数以上的机器处于可用状态，它就能够保证服务继续。这跟Zookeeper的复制策略有关：Zookeeper确保对znode树的每一个修改都会被复制到集合体中超过半数的机器上。
Zookeeper服务有两个角色，一个是leader，负责写服务和数据同步，剩下的是follower，提供读服务，leader失效后会在follower中重新选举新的leader。在整个Zookeeper集群模式下，整个集群是一个整体，在集群中的任何一个Zookeeper节点共享整个集群的服务。

• 环境：

  操作系统：CentOS Linux release 7.3.1611 (Core)

  Zookeeper：zookeeper-3.4.12
  IP:10.55.2.81-83
  Zookeeper下载地址：http://zookeeper.apache.org/releases.html#download

• 部署：
  1、修改配置

  [root@zk-2-82-0001 soft]# tar -xvf zookeeper-3.4.12.tar.gz
  [root@zk-2-82-0001 soft]# mv zookeeper-3.4.12 zookeeper
  [root@zk-2-82-0001 soft]# mv zookeeper /app
  [root@zk-2-82-0001 soft]# cd /app/zookeeper
  [root@zk-2-82-0001 zookeeper]# mkdir data
  [root@zk-2-82-0001 zookeeper]# mv conf/zoo_sample.cfg  conf/zoo.cfg
  [root@zk-2-82-0001 zookeeper]# vim conf/zoo.cfg
  # The number of milliseconds of each tick
  tickTime=2000   //Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，每隔tickTime时间就会发送一个心跳
  # The number of ticks that the initial
  # synchronization phase can take
  initLimit=10    //配置 Zookeeper 接受客户端（此客户端不是用户连接 Zookeeper 服务器的客户端，而是 Zookeeper 服务器集群中连接到 Leader 的 Follower 服务器）初始化连接时最长能忍受多少个心跳时间间隔数。当已超过initLimit个tickTime长度后 Zookeeper 服务器还没有收到客户端的返回信息，则表明客户端连接失败。总的时间长度就是 initLimit * tickTime 秒。
  # The number of ticks that can pass between
  # sending a request and getting an acknowledgement
  syncLimit=5     //配置 Leader 与 Follower 之间发送消息，请求和应答时间长度，最长不能超过多少个 tickTime 的时间长度，总的时间长度就是 syncLimit * tickTime 秒
  # the directory where the snapshot is stored.
  # do not use /tmp for storage, /tmp here is just
  # example sakes.
  dataDir=/app/zookeeper/data     //Zookeeper 保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里
  dataLogDir=/app/zookeeper/logs  //若没提供的话则用dataDir。zookeeper的持久化都存储在这两个目录里。dataLogDir里是放到的顺序日志(WAL),指定的目录下有version-2文件夹（下有log.1文件）。而dataDir里放的是内存数据结构的snapshot，便于快速恢复。为了达到性能最大化，一般建议把dataDir和dataLogDir分到不同的磁盘上，以充分利用磁盘顺序写的特性。
  # the port at which the clients will connect
  clientPort=2181     //Zookeeper服务器监听的端口，以接受客户端的访问请求。
  # the maximum number of client connections.
  # increase this if you need to handle more clients
  #maxClientCnxns=60
  #
  # Be sure to read the maintenance section of the
  # administrator guide before turning on autopurge.
  #
  # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
  #
  # The number of snapshots to retain in dataDir
  #autopurge.snapRetainCount=3
  # Purge task interval in hours
  # Set to "0" to disable auto purge feature
  #autopurge.purgeInterval=1
  server.1=10.55.2.81:2888:3888
  server.2=10.55.2.82:2888:3888
  server.3=10.55.2.83:2888:3888
  // server.n n是一个数字，表示这个是第几号服务器；“=”号后面是对应几号服务器的IP地址，2888是这个服务器与集群中的 Leader 服务器交换信息的端口；3888表示的是万一集群中的 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，此端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。

  每个节点的zoo.cfg配置都一样，直接复制过去就可以。
  2、添加myid文件
  除了修改 zoo.cfg 配置文件，集群模式下还要配置一个文件 myid，这个文件在zoo.cfg里dataDir指定的目录下，这个文件里面就只有一个数字，这个数字和server.n的n保持一致，Zookeeper 启动时会读取这个文件，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那个 server。

  [root@zk-2-82-0001 zookeeper]# echo "2">data/myid

  其他两个节点类似
  3、安装jdk

  [root@zk-2-82-0001 soft]# rpm -ivh jdk-8u151-linux-x64.rpm  

  4、启动服务

  [root@zk-2-82-0001 zookeeper]# cd bin/
  [root@zk-2-82-0001 bin]# ls
  README.txt  zkCleanup.sh  zkCli.cmd  zkCli.sh  zkEnv.cmd  zkEnv.sh  zkServer.cmd  zkServer.sh  zookeeper.out
  [root@zk-2-82-0001 bin]# ./zkServer.sh start
  ZooKeeper JMX enabled by default
  Using config: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
  Error contacting service. It is probably not running.       //少于三台不会正常工作,三台都启动次，然后删除pid文件再启动， zookeeper.out里有很多有用的提示
  [root@zk-2-82-0001 bin]# rm -rf ../conf/zoo_sample.cfg
  [root@zk-2-82-0001 bin]# ./zkServer.sh start
  ZooKeeper JMX enabled by default
  Using config: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
  Starting zookeeper ... STARTED
  [root@zk-2-82-0001 bin]#

  使用jps -m可以查询进程，Zookeeper的进程为QuorumPeerMain

  [root@zk-2-82-0001 bin]# jps -m
  1744 WrapperSimpleApp CloudResetPwdUpdateAgent
  2528 QuorumPeerMain /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
  21745 Jps -m
  [root@zk-2-82-0001 bin]#

  5、节点状态查看

[root@zk-2-82-0001 bin]# ./zkServer.sh status
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader
[root@zk-2-82-0001 bin]#[root@zk-2-81 bin]# ./zkServer.sh status
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower
[root@zk-2-81 bin]# [root@zk-2-82-0002 bin]# ./zkServer.sh status
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower
[root@zk-2-82-0002 bin]# 

日志

[root@zk-2-82-0001 bin]# tail -500f zookeeper.out
2018-06-21 15:24:59,618 [myid:] - INFO  [main:QuorumPeerConfig@136] - Reading configuration from: /app/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
2018-06-21 15:24:59,626 [myid:] - INFO  [main:QuorumPeer$QuorumServer@184] - Resolved hostname: 10.55.2.81 to address: /10.55.2.81
2018-06-21 15:24:59,626 [myid:] - INFO  [main:QuorumPeer$QuorumServer@184] - Resolved hostname: 10.55.2.83 to address: /10.55.2.83
2018-06-21 15:24:59,626 [myid:] - INFO  [main:QuorumPeer$QuorumServer@184] - Resolved hostname: 10.55.2.82 to address: /10.55.2.82
2018-06-21 15:24:59,626 [myid:] - INFO  [main:QuorumPeerConfig@398] - Defaulting to majority quorums
2018-06-21 15:24:59,628 [myid:2] - INFO  [main:DatadirCleanupManager@78] - autopurge.snapRetainCount set to 3
2018-06-21 15:24:59,628 [myid:2] - INFO  [main:DatadirCleanupManager@79] - autopurge.purgeInterval set to 0
2018-06-21 15:24:59,628 [myid:2] - INFO  [main:DatadirCleanupManager@101] - Purge task is not scheduled.
2018-06-21 15:24:59,635 [myid:2] - INFO  [main:QuorumPeerMain@130] - Starting quorum peer
2018-06-21 15:24:59,639 [myid:2] - INFO  [main:ServerCnxnFactory@117] - Using org.apache.zookeeper.server.NIOServerCnxnFactory as server connection factory
2018-06-21 15:24:59,642 [myid:2] - INFO  [main:NIOServerCnxnFactory@89] - binding to port 0.0.0.0/0.0.0.0:2181
2018-06-21 15:24:59,646 [myid:2] - INFO  [main:QuorumPeer@1158] - tickTime set to 2000
2018-06-21 15:24:59,646 [myid:2] - INFO  [main:QuorumPeer@1204] - initLimit set to 10

6、ZooKeeper访问

[root@zk-2-82-0001 bin]# ./zkCli.sh -server 10.55.2.82:2181   //连接loader节点，写入数据验证集群
Connecting to 10.55.2.82:2181
2018-06-21 18:15:33,887 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:zookeeper.version=3.4.12-e5259e437540f349646870ea94dc2658c4e44b3b, built on 03/27/2018 03:55 GMT
......
WATCHER::WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null   //回车
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 0] ls /      //显示根目录下、文件,用ls /命令查看目录情况，发现只有一个zookeeper目录。
[zookeeper]
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 0] help    //运行帮助命令
ZooKeeper -server host:port cmd argsstat path [watch]set path data [version]ls path [watch]delquota [-n|-b] pathls2 path [watch]setAcl path aclsetquota -n|-b val pathhistory redo cmdnoprintwatches on|offdelete path [version]sync pathlistquota pathrmr pathget path [watch]create [-s] [-e] path data acladdauth scheme authquit getAcl pathclose connect host:port
[zk: 10.55.2.82(CONNECTED) 0] ls2 /     //显示根目录下、文件,查看当前节点数据并能看到更新次数等数据
[zookeeper, 20180621]
cZxid = 0x0
ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
mZxid = 0x0
mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970
pZxid = 0x100000004
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 0
numChildren = 2
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 1] create /20180621 "201806211950"  //创建文件并设置初始内容，创建一个新的 znode节点“ 20180621 ”以及与它关联的字符串
Created /20180621
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 2] ls /
[zookeeper, 20180621]
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 3] get /20180621     //获取文件内容，确认 znode 是否包含我们所创建的字符串
201806211950
cZxid = 0x100000004
ctime = Thu Jun 21 19:50:05 CST 2018
mZxid = 0x100000004
mtime = Thu Jun 21 19:50:05 CST 2018
pZxid = 0x100000004
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 12
numChildren = 0
[zk: 10.55.2.82(CONNECTED) 3] set /20180621 "justin 51cto"     //修改文件内容，对 20180621 所关联的字符串进行设置
cZxid = 0x100000004
ctime = Thu Jun 21 19:50:05 CST 2018
mZxid = 0x10000000b
mtime = Thu Jun 21 20:23:43 CST 2018
pZxid = 0x100000004
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 12
numChildren = 0
[zk: 10.55.2.82(CONNECTED) 4] get /20180621
justin 51cto
cZxid = 0x100000004
ctime = Thu Jun 21 19:50:05 CST 2018
mZxid = 0x10000000b
mtime = Thu Jun 21 20:23:43 CST 2018
pZxid = 0x100000004
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 12
numChildren = 0
[zk: 10.55.2.82(CONNECTED) 5] delete /20180621    //修改文件内容，将刚才创建的 znode 删除；如果要 删除目录（即使非空）使用：rmr 目录
[zk: 10.55.2.82:2181(CONNECTED) 4] quit
Quitting...
2018-06-21 19:50:28,534 [myid:] - INFO  [main:ZooKeeper@687] - Session: 0x200004654110000 closed
2018-06-21 19:50:28,535 [myid:] - INFO  [main-EventThread:ClientCnxn$EventThread@521] - EventThread shut down for session: 0x200004654110000
[root@zk-2-82-0001 bin]# 

此时，登陆到其他节点也可以看到。在data目录里，
snapshot.0：就是我们存放数据在内存中的快照，zookeeper服务刚启动时需要用它来恢复数据
log.100000001：日志文件，默认存放在数据目录中。
6、ssh远程开启Zookeeper服务

[root@zk-2-82-0001 bin]# ssh 10.55.2.81 "source /etc/profile;/app/zookeeper/bin/zkServer.sh status"

这样我们就可以通过脚本来同时管理3个节点了
7、四字命令
通过四字命令更方便地获取服务端信息， 四字命令的用法：echo 四字命令|netcat localhost 2181 ，常用的四字：

conf：输出Zookeeper服务器配置的详细信息
cons：输出所有连接到服务器的客户端的完全的连接/会话的详细信息。包括“接收/发送”的包数量、会话ID、操作延迟、最后的操作执行等
dump：输出未经处理的会话和临时节点
envi：输出关于服务器运行环境的详细信息
reqs：输出未经处理的请求
ruok：测试服务是否处于正确状态。若是则会返回“imok”，否则不做任何反应
stat：输出关于性能和连接的客户端的列表。（通过此命令也可查看节点是leader还是follower）
wchs：输出服务器watch的详细信息
wchc：通过session列出服务器watch的详细信息，它的输出是一个与watch相关的会话的列表
wchp：通过路径列出服务器watch的详细信息，它输出一个与session相关的路径
mntr：输出一些Zookeeper运行时信息，通过对这些返回结果的解析可以达到监控效果
netcat下载地址：http://sourceforge.net/projects/netcat/files/netcat/

[root@zk-2-82-0001 soft]# echo conf|netcat 10.55.2.81 2181

数据及日志维护

Zookeeper的数据文件存放在配置中指定的dataDir中，每个数据文件名都以snapshot开头，每个数据文件为zookeeper某个时刻数据全量快照。在zookeeper中，对数据的更新操作，包括创建节点、更新节点内容、删除节点都会记录事务日志；客户端对ZK的更新操作都是永久的，不可回退的。为做到这点，ZK会将每次更新操作以事务日志的形式写入磁盘，写入成功后才会给予客户端响应。zookeeper在完成若干次事务日志（snapCount）后会生成一次快照，把当前zk中的所有节点的状态以文件的形式dump到硬盘中，生成一个snapshot文件。这里的事务次数是可以配置，默认是100000个。
zookeeper服务器会产生三类日志：事务日志、快照日志和log4j日志。

• 系统日志使用log4j进行管理，log4j用于记录zookeeper集群服务器运行日志，该日志的配置地址在conf/目录下的log4j.properties文件中，该文件中有一个配置项为“zookeeper.log.dir=.”，表示log4j日志文件在与执行程序（zkServer.sh）在同一目录下。当执行zkServer.sh 时，在该文件夹下会产生zookeeper.out日志文件。
• zoo.cfg中只有一个配置项dataDir，该配置项用于配置zookeeper快照日志和事务日志的存储地址。还可以为事务日志专门配置存储地址，配置项名称为dataLogDir，在zoo_sample.cfg中并未体现出来。在没有dataLogDir配置项的时候，zookeeper默认将事务日志文件和快照日志文件都存储在dataDir对应的目录下。建议将事务日志（dataLogDir）与快照日志（dataLog）单独配置，因为当zookeeper集群进行频繁的数据读写操作是，会产生大量的事务日志信息，将两类日志分开存储会提高系统性能，而且，可以允许将两类日志存在在不同的存储介质上，减少磁盘压力。

事务日志

事务日志指zookeeper系统在正常运行过程中，针对所有的更新操作，在返回客户端“更新成功”的响应前，zookeeper会保证已经将本次更新操作的事务日志已经写到磁盘上，只有这样，整个更新操作才会生效。
在dataLogDir指定的目录下存在一个文件夹version-2，该文件夹中保存着事物日志文件:

[root@zk-2-82-0001 data]# cd version-2/
[root@zk-2-82-0001 version-2]# ls
acceptedEpoch  currentEpoch  log.100000001
[root@zk-2-82-0001 version-2]# 

日志文件的命名规则为log.，表示写入该日志的第一个事务的ID，十六进制表示。

事务日志可视化

zookeeper的事务日志为二进制文件，不能通过vim等工具直接访问。可以通过zookeeper自带的jar包读取事务日志文件。执行如下命令：

[root@zk-2-82-0001 zookeeper]# java -classpath .:lib/slf4j-api-1.7.25.jar:zookeeper-3.4.12.jar org.apache.zookeeper.server.LogFormatter data/version-2/log.100000001
SLF4J: Failed to load class "org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder".
SLF4J: Defaulting to no-operation (NOP) logger implementation
SLF4J: See http://www.slf4j.org/codes.html#StaticLoggerBinder for further details.
ZooKeeper Transactional Log File with dbid 0 txnlog format version 2
6/21/18 6:15:33 PM CST session 0x1000045eba30000 cxid 0x0 zxid 0x100000001 createSession 300006/21/18 6:59:45 PM CST session 0x1000045eba30000 cxid 0x2 zxid 0x100000002 closeSession null
6/21/18 7:47:53 PM CST session 0x200004654110000 cxid 0x0 zxid 0x100000003 createSession 300006/21/18 7:50:05 PM CST session 0x200004654110000 cxid 0x1 zxid 0x100000004 create '/20180621,#323031383036323131393530,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,16/21/18 7:50:28 PM CST session 0x200004654110000 cxid 0x5 zxid 0x100000005 closeSession null
6/21/18 7:51:01 PM CST session 0x1000045eba30001 cxid 0x0 zxid 0x100000006 createSession 300006/21/18 7:53:30 PM CST session 0x1000045eba30001 cxid 0x4 zxid 0x100000007 closeSession null
6/21/18 8:18:55 PM CST session 0x200004654110001 cxid 0x0 zxid 0x100000008 createSession 300006/21/18 8:21:15 PM CST session 0x200004654110002 cxid 0x0 zxid 0x100000009 createSession 300006/21/18 8:21:36 PM CST session 0x200004654110001 cxid 0x0 zxid 0x10000000a closeSession null
6/21/18 8:23:43 PM CST session 0x200004654110002 cxid 0x6 zxid 0x10000000b setData '/20180621,#6a757374696e20353163746f,16/21/18 8:25:09 PM CST session 0x200004654110002 cxid 0xa zxid 0x10000000c delete '/201806216/21/18 8:34:46 PM CST session 0x200004654110002 cxid 0xb zxid 0x10000000d closeSession null
EOF reached after 13 txns.
[root@zk-2-82-0001 zookeeper]#

快照日志

zookeeper的数据在内存中是以树形结构进行存储的，而快照就是每隔一段时间就会把整个DataTree的数据序列化后存储在磁盘中，这就是zookeeper的快照文件。在dataDir指定的目录下存在一个文件夹version-2，该文件夹中保存着快照日志文件:

[root@zk-2-82-0002 version-2]# ls
acceptedEpoch  currentEpoch  log.100000001  snapshot.100000000
[root@zk-2-82-0002 version-2]# 

zookeeper快照文件的命名规则为snapshot.，其中表示zookeeper触发快照的那个瞬间，提交的最后一个事务的ID。

日志清理

在zookeeper 3.4.0以后，zookeeper提供了自动清理snapshot和事务日志功能，通过配置zoo.cfg下的autopurge.snapRetainCount和autopurge.purgeInterval这两个参数实现日志文件的定时清理。
autopurge.snapRetainCount这个参数指定了需要保留的文件数目，默认保留3个；
autopurge.purgeInterval这个参数指定了清理频率，单位是小时，需要填写一个1或者更大的数据，0表示不开启自动清理功能。

[root@zk-2-82-0001 bin]# grep -in "autopurge" ../conf/zoo.cfg
21:# administrator guide before turning on autopurge.
26:#autopurge.snapRetainCount=3
29:#autopurge.purgeInterval=1
[root@zk-2-82-0001 bin]#