版权声明:本文为转载自。 https://blog.csdn.net/catoop/article/details/50848555

概述

Zookeeper是Apache下的项目之一,倾向于对大型应用的协同维护管理工作。IBM则给出了IBM对ZooKeeper的认知: Zookeeper 分布式服务框架是 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。总之,可以用“协调”这个核心的词来形容它的作用。关于它能干吗,你可以看看 “Zookeeper能干什么?”。

特征

  1. 我们可以把Zookeeper理解为一个精简的文件系统(和Linux文件系统结构非常相似),其每一个节点称为znode,znode下可以存放子节点,也可以直接对节点进行赋值存值。

  2. Zookeeper被应用与一些集群上,提高集群的高可用。它可以帮助你避免单点故障,使你的系统更加可靠。

  3. Zookeeper的集群我们可以通俗的理解为,一个有Leader的团队,团队中各个成员的数据都是一致的。团队中的Leader采用选举算法推举,所以可以保证在Leader出现问题的时候,又会选举出新的Leader。(fast paxos 选举算法大家可以深入了解下)

  4. Zookeeper使用路径来描述节点,节点可以被看做是一个目录,也可以被看做是一个文件,它同时具有两者的特点。

  5. Zookeeper的Watch机制也是它的最大被应用的原因。当我们有很多客户端连接到Zookeeper时,当被设置了Watch的数据发生了改变的时候,则服务器将这个改变发送给设置了Watch的客户端,通知它们。所以我们经常用它来做业务系统的统一配置管理。使用zk的Watch要特别注意一点就是它的“一次性触发器”(最后的Java例子中有模拟这点)

集群部署

1. 下载

官网:http://zookeeper.apache.org/releases.html
下载:zookeeper-3.4.8.tar.gz

2. 安装

因为资源有限,所以我在同一个服务器上面创建3个目录 server1、server2、server3 来模拟3台服务器集群。
cd server1
tar -zxvf zookeeper-3.4.8.tar.gz
mkdir data
mkdir dataLog
data 为数据目录,dataLog 为日志目录。

3. 配置

cd zookeeper-3.4.8/conf
创建文件 zoo.cfg,内容如下:

tickTime=2000 
initLimit=5
syncLimit=2
dataDir=/opt/zookeeper/server1/data
dataLogDir=/opt/zookeeper/server1/dataLog
clientPort=2181
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890

tickTime:zookeeper中使用的基本时间单位, 毫秒值。
initLimit:这个配置项是用来配置 Zookeeper 接受客户端(这里所说的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 tickTime 时间间隔数。这里设置为5表名最长容忍时间为 5 * 2000 = 10 秒。
syncLimit:这个配置标识 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 2 * 2000 = 4 秒。
dataDirdataLogDir 看配置就知道干吗的了,不用解释。
clientPort:监听client连接的端口号,这里说的client就是连接到Zookeeper的代码程序。
server.{myid}={ip}:{leader服务器交换信息的端口}:{当leader服务器挂了后, 选举leader的端口}
maxClientCnxns:对于一个客户端的连接数限制,默认是60,这在大部分时候是足够了。但是在我们实际使用中发现,在测试环境经常超过这个数,经过调查发现有的团队将几十个应用全部部署到一台机器上,以方便测试,于是这个数字就超过了。

修改zoo.cfg非常简单,然后还需要创建myid文件:
cd server1
echo 1 > myid

然后拷贝server1为server2和server3,并修改其中的zoo.cfg配置,当然也要修改myid的内容为2和3。

下面给出3个server的zoo.cfg 内容:

# server1
tickTime=2000
initLimit=5
syncLimit=2
dataDir=/opt/zookeeper/server1/data
dataLogDir=/opt/zookeeper/server1/dataLog
clientPort=2181
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890
# server2
tickTime=2000
initLimit=5
syncLimit=2
dataDir=/opt/zookeeper/server2/data
dataLogDir=/opt/zookeeper/server2/dataLog
clientPort=2182
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890
# server3
tickTime=2000
initLimit=5
syncLimit=2
dataDir=/opt/zookeeper/server3/data
dataLogDir=/opt/zookeeper/server3/dataLog
clientPort=2183
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890

这里做下说明:因为我们是在同一个机器上模拟的集群,所以要注意server端口号和clientPort不要重复了,不然会出现端口冲突。所以,如果我们是3个不同的机器上做的3个server,那么我们的zoo.cfg配置都是一样的(注意server.{myid}=后面的IP地址使用具体的IP地址,如192.168.0.88)。还有就是,每一个server的myid内容都不能一样,这也可以理解为不同server的标识。

4. 启动

进入 zookeeper-3.4.8/bin 目录,使用 ./zkServer.sh start 启动zk服务。(你也可以使用 ./zkServer.sh start myzoo.cfg 指定配置文件启动,这在自动化运维的时候很有用)
使用 tail -f zookeeper.out 查看日志。
要说的是:在启动第一个的时候,日志中会出现一堆错误,仔细一看就能明白,是因为另外2个server还没有启动它连接不上的错误。然后当我们启动第二个server的时候,日志中的错误将会减少。最后我们把所有server都启动起来后,日志中便没有错误了。

5. 测试

随便进入一个zk目录,连接一个server测试。
cd zookeeper-3.4.8/bin
zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
如果你要连接别的服务器,请指定具体的IP地址。

几个基本命令说明:
ls 查看指定节点中包含的子节点(如:ls / 或 ls /app1/server1)
create 创建节点并赋值
get 读取节点内容
set 改变节点内容
delete 删除节点
注意zk中所有节点都基于路径确定,如你要删除 /app1/server1/nodeA 的命令为:
delete /app1/server1/nodeA

下面是基本操作截图:
Zookeeper的集群配置和Java测试程序

Java程序Demo

创建一个Maven工程
打开pom.xml文件添加zookeeper依赖

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

创建Demo.java,代码如下:

package com.shanhy.demo.zookeeper;

import java.io.IOException;

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

/**
 * Zookeeper测试
 *
 * @create    2016年3月10日
 */
public class Test {

    // 会话超时时间,设置为与系统默认时间一致
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 30 * 1000;

    // 创建 ZooKeeper 实例
    private ZooKeeper zk;

    // 创建 Watcher 实例
    private Watcher wh = new Watcher() {
        /**
         * Watched事件
         */
        public void process(WatchedEvent event) {
            System.out.println("WatchedEvent >>> " + event.toString());
        }
    };

    // 初始化 ZooKeeper 实例
    private void createZKInstance() throws IOException {
        // 连接到ZK服务,多个可以用逗号分割写
        zk = new ZooKeeper("192.168.19.130:2181,192.168.19.130:2182,192.168.19.130:2183", Test.SESSION_TIMEOUT, this.wh);

    }

    private void ZKOperations() throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
        System.out.println("\n1. 创建 ZooKeeper 节点 (znode : zoo2, 数据: myData2 ,权限: OPEN_ACL_UNSAFE ,节点类型: Persistent");
        zk.create("/zoo2", "myData2".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);

        System.out.println("\n2. 查看是否创建成功: ");
        System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2", this.wh, null)));// 添加Watch

        // 前面一行我们添加了对/zoo2节点的监视,所以这里对/zoo2进行修改的时候,会触发Watch事件。
        System.out.println("\n3. 修改节点数据 ");
        zk.setData("/zoo2", "shanhy20160310".getBytes(), -1);

        // 这里再次进行修改,则不会触发Watch事件,这就是我们验证ZK的一个特性“一次性触发”,也就是说设置一次监视,只会对下次操作起一次作用。
        System.out.println("\n3-1. 再次修改节点数据 ");
        zk.setData("/zoo2", "shanhy20160310-ABCD".getBytes(), -1);

        System.out.println("\n4. 查看是否修改成功: ");
        System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2", false, null)));

        System.out.println("\n5. 删除节点 ");
        zk.delete("/zoo2", -1);

        System.out.println("\n6. 查看节点是否被删除: ");
        System.out.println(" 节点状态: [" + zk.exists("/zoo2", false) + "]");
    }

    private void ZKClose() throws InterruptedException {
        zk.close();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
        Test dm = new Test();
        dm.createZKInstance();
        dm.ZKOperations();
        dm.ZKClose();
    }
}

我想代码不用解释了,该注释的里面都注释了。


下面有一种特殊的情况的处理思路:
有server1、server2、server3这三个服务,在client去连接zk的时候,指向server1初始化的过程中是没有问题的,然而刚刚初始化完成,准备去连接server1的时候,server1因为网络等原因挂掉了。
然而对client来说,它会拿server1的配置去请求连接,这时肯定会报连接被拒绝的异常以致启动退出。
所以优雅的解决这个问题的方法思路就是“在连接的时候判断连接状态,如果未连接成功,程序自动使用其他连接去请求连接”,这样来避开这种罕见的异常问题。

代码如下:

    // 初始化 ZooKeeper 实例
    private void createZKInstance() throws IOException {
        // 连接到ZK服务,多个可以用逗号分割写
        zk = new ZooKeeper("192.168.19.130:2181,192.168.19.130:2182,192.168.19.130:2183", Test.SESSION_TIMEOUT, this.wh);
        if(!zk.getState().equals(States.CONNECTED)){
            while(true){
                if(zk.getState().equals(States.CONNECTED)){
                    break;
                }
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

上面的代码是基于zk提供的库的API来你使用的,为了更易于使用,有人写了开源的zkclient,我们可以直接使用它来操作zk。
zkclient 开源地址:https://github.com/sgroschupf/zkclient
maven 依赖配置:

        <!--zkclient -->
        <dependency>
            <groupId>com.101tec</groupId>
            <artifactId>zkclient</artifactId>
            <version>0.7</version>
        </dependency>

zkClient 针对 zk 的一次性watcher,做了重新封装,然后定义了 stateChanged、znodeChanged、dataChanged 三种监听器。

  1. 监听children变化
  2. 监听节点数据变化
  3. 监听连接状态变化

代码如下:

package com.shanhy.demo.zookeeper;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import org.I0Itec.zkclient.DataUpdater;
import org.I0Itec.zkclient.IZkChildListener;
import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.IZkStateListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;

/**
 * ZkClient的使用测试
 *
 * @author   单红宇(365384722)
 * @myblog  http://blog.csdn.net/catoop/
 * @create    2016年3月11日
 */
public class ZkClientTest {

    public static void main(String[] args) {
        ZkClient zkClient = new ZkClient("192.168.19.130:2181,192.168.19.130:2182,192.168.19.130:2183");
        String node = "/myapp";

        // 订阅监听事件
        childChangesListener(zkClient, node);
        dataChangesListener(zkClient, node);
        stateChangesListener(zkClient);

        if (!zkClient.exists(node)) {
            zkClient.createPersistent(node, "hello zookeeper");
        }
        System.out.println(zkClient.readData(node));

        zkClient.updateDataSerialized(node, new DataUpdater<String>() {

            public String update(String currentData) {
                return currentData + "-123";
            }
        });
        System.out.println(zkClient.readData(node));

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 订阅children变化
     *
     * @param zkClient
     * @param path
     * @author SHANHY
     * @create  2016年3月11日
     */
    public static void childChangesListener(ZkClient zkClient, final String path) {
        zkClient.subscribeChildChanges(path, new IZkChildListener() {

            public void handleChildChange(String parentPath, List<String> currentChilds) throws Exception {
                System.out.println("clildren of path " + parentPath + ":" + currentChilds);
            }

        });
    }

    /**
     * 订阅节点数据变化
     *
     * @param zkClient
     * @param path
     * @author SHANHY
     * @create  2016年3月11日
     */
    public static void dataChangesListener(ZkClient zkClient, final String path){
        zkClient.subscribeDataChanges(path, new IZkDataListener(){

            public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception {
                System.out.println("Data of " + dataPath + " has changed.");
            }

            public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
                System.out.println("Data of " + dataPath + " has changed.");
            }

        });
    }

    /**
     * 订阅状态变化
     *
     * @param zkClient
     * @author SHANHY
     * @create  2016年3月11日
     */
    public static void stateChangesListener(ZkClient zkClient){
        zkClient.subscribeStateChanges(new IZkStateListener() {

            public void handleStateChanged(KeeperState state) throws Exception {
                System.out.println("handleStateChanged");
            }

            public void handleSessionEstablishmentError(Throwable error) throws Exception {
                System.out.println("handleSessionEstablishmentError");
            }

            public void handleNewSession() throws Exception {
                System.out.println("handleNewSession");
            }
        });
    }
}

ZkClient 做了便捷的包装,对Watch做了增强处理。
subscribeChildChanges实际上是通过exists和getChildren关注了两个事件。这样当create(“/path”)时,对应path上通过getChildren注册的listener也会被调用。另外subscribeDataChanges实际上只是通过exists注册了事件。因为从上表可以看到,对于一个更新,通过exists和getData注册的watcher要么都会触发,要么都不会触发。

关于session超时的问题,ZkClient 貌似还是有对 Session Expired 处理的,在ZkClient.processStateChanged方法中。虽然能重新连接,但是连接上是一个新的 session,原有创建的ephemeral znode和watch会被删除,程序上你可能需要处理这个问题。


最后说几点关于ZkClient的注意事项:
1. 创建节点的时候一定要先判断节点是否存在,如果直接使用zkclient创建一个已经存在的节点,则会抛出异常。
2. 使用zkclient创建节点的时候,path描述的路径,预新增的最终节点之前的所有父节点都必须要存在,否则会抛出异常。所以根据自己需要做好处理。

--------------------- 作者:catoop 来源:CSDN 原文:https://blog.csdn.net/catoop/article/details/50848555?utm_source=copy 版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!

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