学习目标：

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最新zookeeper快速入门教程_哔哩哔哩_bilibili

什么是zookeeper

应用场景

基本的操作
安装部署

shell客户端

java端

基本原理
选举机制

数据一致性

数据的读写流程

1 zookeeper简介

zookeeper是一个底层的集群协调工具，（比如：NN和DN之间的状态感应；监控通知）！

具备基本的功能有，记录用户的状态数据（写），返回用户的数据（读），监控和通知。zookeeper为了高可用和安全性是一个集群！ 3台（每个节点的数据完全一致）！

2 应用场景

写数据
读取数据
监控通知

2.1 服务状态感知

2.2 分布式锁

2.3 分布式配置同步

2.4 统一域名

分布式中统一CMD指令

分布式中服务器的状态感知

3 操作

3.1 安装

zookeeper在部署的时候选择奇数台！要求zk集群半数以上的机器在线才能正常工作！

上传解压

配置

在zk安装目录下创建文件夹 zkData mkdir zkData /opt/apps/zookeeper-3.4.6/zkData
修改conf/下的配置模板配置文件名 mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

vi zoo.cfg

dataDir=/opt/apps/zookeeper-3.4.6/zkData# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1
server.1=linux01:2888:3888
server.2=linux02:2888:3888
server.3=linux03:2888:3888

在zkData文件夹下创建myid文件 echo 1 > zkData/myid

同步安装包

scp -r  zookeeper-3.4.6/  linux02:$PWD
scp -r  zookeeper-3.4.6/  linux03:$PWD

修改各个节点myid的值 linux02【2】 linux03【3】

启动集群

在各个节点上启动ZK服务

/opt/apps/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh  start

查看进程 jps

[root@linux01 bin]# jps
1697 QuorumPeerMain
1720 Jps

查看集群状态在每个节点执行

/opt/apps/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh  status-------------------------------------------------------
Mode: followerMode: leaderMode: follower

3.2 编写一键启动脚本

#!/bin/bash
# zk启停脚本
for hostname in linux01  linux02  linux03
do
echo "连接${hostname}... ...正在执行 $1"
ssh ${hostname} "source  /etc/profile ;/opt/apps/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh  $1 ;exit"
done

3.3 shell操作

zookeeper中记录数据以Tree节点的形式存储数据的/类似于目录树!

目录叫znode : 节点的组织数据是 K V

基本操作指令

# 客户端连接
bin/zkCli.sh 连接到本地zk服务
bin/zkCli.sh -server  linux02:2181  连接到执行节点的服务
quit  退出客户端      ctrl+c
-------------------------------------------
help 帮助命令  查看系统支持的所有的命令
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 path  * get path [watch]create [-s] [-e] path data acl  * addauth scheme authquit   * getAcl pathclose   * connect host:port-------------------------------------------------------------------
创建节点  节点必须以/开头  (路径必须是绝对路径)
--   create [-s] [-e] path data acl
create  /a  1
create  /b  2
create  /a/a1 11
create  /a/a2 22
create  /a/a3 33
[-s] 在节点后面添加一个自增的id  防止节点名重复而创建失败
[-e]  创建的节点是临时节点  , 只在当前连接中有效
------节点分类-----
--临时节点临时有序   -e临时无序   -e  -s
--永久节点永久有序    -s永久无序   默认
注意: 节点的创建不能层级创建
查看节点列表
ls    /a
ls2   /a  显示数据版本 , 事务id 创建时间等信息修改数据
set  /a  123
获取数据
get  /a
删除节点
delete   /a  只能删除空节点
rmr      /a  可以删除任意节点

监听和通知

事件 : 触发了某种事件通知

节点数据的变化

子节点个数的变化

ls path [watch] 监控指定路径下数据的变化

get path [watch] 监控指定路径数据的变化

注意: 监控和通知只能1次

打开两个zk客户端
1) 一个监控   2) 一个修改数据 #  子节点个数变化
窗口01  :  ls  /   watch  ->(WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeChildrenChangedpath:/)
窗口02  :  rmr  /a000000004
---------------------------------------------------------------------------
#  节点数据变化
窗口01  :   get  /b   watch  ->(WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/b)
窗口02  :  set /b   321

3.4 java操作

添加依赖

获取zk客户端

调用API

释放资源

添加依赖

<dependency><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId><version>3.4.6</version>
</dependency>

入门示例-[获取连接\创建节点]

package com.doitedu.zk.cli;import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import java.io.IOException;
/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description TODO*/
public class Demo01 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 获取zk的客户端/*** 参数一 zk的地址  host:port,host2:port* 参数二 连接的超时时间  毫秒* 参数三 连接成功后的监听*/ZooKeeper zk = new ZooKeeper("linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181", 3000, null);// 调用API//1  创建节点/*** 参数1   路径* 参数2   数据 值 字节数组* 参数3   权限* 参数4   节点类型  1 2 3 4*/zk.create("/doitedu" , "JINGYINGDOIT30_".getBytes() , ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE , CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);//  System.out.println(zk);//释放资源Thread.sleep(8000);zk.close();}
}

zookeeper-Java-API使用

package com.doitedu.zk.cli;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import java.util.List;/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description* 创建节点* 删除节点* 获取值* 修改值* 遍历子节点列表*   判断节点是否存在*/
public class ClientApiDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 获取客户端对象ZooKeeper zk = ZookeeperUtil.getZookeeper();// testGetData(zk);//修改数据//testSetData(zk);//获取子节点列表//testls(zk);// 只能删除空节点   递归// zk.delete("/b" , -1);// 递归删除节点ZookeeperUtil.rmr(zk,"/b") ;zk.close();}// 查看路径下的子节点列表public static void testls(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {List<String> ls = zk.getChildren("/", null);if(ls!=null && ls.size()>0){for (String name : ls) {System.out.println("节点的名字是:" + name);byte[] data = zk.getData("/" + name, null, null);System.out.println(new String(data));}}}// 更新数据public static void testSetData(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {Stat stat = zk.setData("/b", "liulan".getBytes(), -1);// 如果更新成功Stat 不为nullif(stat != null){testGetData(zk);}}// 获取数据public static void testGetData(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {byte[] data = zk.getData("/b", null, null);String str = new String(data);System.out.println(str);}
}

封装工具类

package com.doitedu.zk.cli;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description TODO*/
public class ZookeeperUtil {/*** 获取指定zk集群的客户端对象*   linux01  02  03* @return* @throws IOException*/public  static ZooKeeper  getZookeeper() throws IOException {return  new ZooKeeper("linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181", 3000, null);}/*** 删除任意节点* @param zk* @param path* @throws KeeperException* @throws InterruptedException*/public static void  rmr(ZooKeeper zk , String path) throws KeeperException, InterruptedException {// 遍历是否有子节点List<String> ls = zk.getChildren(path, null);// 有子节点if(ls!=null &&  ls.size() >0){// 删除子节点for (String name : ls) {//---递归rmr(zk , path+"/"+name);}}//没有子节点zk.delete(path , -1);}
}

监控和通知

连接成功监听通知

数据变化

节点变化

例子

package com.doitedu.zk.cli;import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;import java.io.IOException;/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description 连接对象获取成功 事件通知*/
public class TestWatcher01 {public static void main(String[] args) throws Exception {/*** 参数三  事件通知  监听器*  在获取对象的时候使用  当连接成功以后会  回调一次process方法*/ZooKeeper zk = new ZooKeeper("linux11:2181", 2000, new Watcher() {public void process(WatchedEvent event) {System.out.println("获取连接成功......");}});System.out.println(zk);zk.close();}}----------------------------------------------------------------------
package com.doitedu.zk.cli;import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description* 监听节点数据的变化*   当监听的节点的数据发生变化    通知客户端  回调process*/
public class TestWatcher02 {public static void main(String[] args) throws Exception {/*** 参数三  事件通知  监听器*  在获取对象的时候使用  当连接成功以后会  回调一次process方法*/final ZooKeeper zk = new ZooKeeper("linux01:2181", 2000, null);// 获取指定节点数据的时候  绑定监听器  监听此节点数据的变化byte[] data = zk.getData("/b", new Watcher() {// /b节点数据变化就会执行这个方法   1次public void process(WatchedEvent event) {try {System.out.println("/b的数据发生了变化....");System.out.println(event.getType());// 改变后的数据是byte[] data1 = zk.getData("/b", this, null);System.out.println("变化后的的数据是: "+new String(data1));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}, null);System.out.println("变化以前的数据是: "+new String(data));Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);zk.close();}}
-----------------------------------------------------------------------
package com.doitedu.zk.cli;import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;import java.util.List;/*** @Date 2022/2/23* @Created by HANGGE* @Description* 监听节点数据的变化*   当监听的节点的数据发生变化    通知客户端  回调process*/
public class TestWatcher03 {public static void main(String[] args) throws Exception {/*** 参数三  事件通知  监听器*  在获取对象的时候使用  当连接成功以后会  回调一次process方法*/final ZooKeeper zk = new ZooKeeper("linux01:2181", 2000, null);List<String> ls = zk.getChildren("/", new Watcher() {// 当 / 节点的子节点 被删除  添加 执行这个方法public void process(WatchedEvent event) {try {System.out.println(event.getType());List<String> ls2 = zk.getChildren("/", this);System.out.println("变化后的节点有:"+ls2);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}});System.out.println("当前的节点有: "+ls);Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);zk.close();}}

4 原理基础

4.1 选举机制

在ZK中有三种状态 ;

Leader: 优先负责写数据

follower 存储数据参与选举

observe 观察者不参与选举存储数据

每个服务器都有一个唯一的myid标记

初始启动选举

ZK服务启动[linux01(myid=1)] , 发现集群中没有Leader .进入到选举状态 ; 投自己一票
myid=1的机器获取1票 , 票数没有过半, 不能当选leader
linux01, 广播投票结果
linux02(myid=2)启动 ,发现集群中没有leader , 进入到选举状态
收到linux01的1票信息 , 发现linux02的myid > linux01的myid ;投自己一票 ,广播
linux01收到广播 ,发现自己的myid小 ; 改投lnux02 1票 , 广播
linux02 收到linux01的广播 ,自己的票数为2 , 过半 ,切换leader状态
linux01 切换follower状态
linux03启动 ,发现集群中有leader ;切换follower状态

运行过程中选举

注意: 要求整个集群中的数据是一致的! 有事务的保证! zxid事务id

1 先比较zxid的大小 , zxid大的优先当选

2 如果事务id一致 , 再比较myid

整个集群中有机器宕机 ,属于不正常的状态! 修复.........

数据一致性

zk中存储数据以KV的形式 ; K是以节点的组织的以/开头

整个集群中所有的节点存储一样的数据

记录的数据一般为状态数据 ,配置数据 ,命令....数据量不大

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