如何進行Zookeeper分析與集群搭建

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Zookeeper簡介

Zookeeper是一個高效的分布式協調服務，可以提供配置信息管理、命名、分布式同步、集群管理、數據庫切換等服務。它不適合用來存儲大量信息，可以用來存儲一些配置、發布與訂閱等少量信息。Hadoop、Storm、消息中間件、RPC服務框架、分布式數據庫同步系統，這些都是Zookeeper的應用場景。

Zookeeper集群中節點個數一般為奇數個（>=3），若集群中Master掛掉，剩余節點個數在半數以上時，就可以推舉新的主節點，繼續對外提供服務。

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客戶端發起事務請求，事務請求的結果在整個Zookeeper集群中所有機器上的應用情況是一致的。不會出現集群中部分機器應用了該事務，而存在另外一部分集群中機器沒有應用該事務的情況。在Zookeeper集群中的任何一臺機器，其看到的服務器的數據模型是一致的。Zookeeper能夠保證客戶端請求的順序，每個請求分配一個全局唯一的遞增編號，用來反映事務操作的先后順序。Zookeeper將全量數據保存在內存中，并直接服務于所有的非事務請求，在以讀操作為主的場景中性能非常突出。

Zookeeper使用的數據結構為樹形結構，根節點為"/"。Zookeeper集群中的節點，根據其身份特性分為leader、follower、observer。leader負責客戶端writer類型的請求；follower負責客戶端reader類型的請求，并參與leader選舉；observer是特殊的follower，可以接收客戶端reader請求，但是不會參與選舉，可以用來擴容系統支撐能力，提高讀取速度。

Zookeeper是一個基于觀察者模式設計的分布式服務管理框架，負責存儲和管理相關數據，接收觀察者的注冊。一旦這些數據的狀態發生變化，zookeeper就負責通知那些已經在zookeeper集群進行注冊并關心這些狀態發生變化的觀察者，以便觀察者執行相關操作。

Zookeeper使用的是ZAB原子消息廣播協議，節點之間的一致性算法為Paxos，能夠保障分布式環境中數據的一致性。分布式場景下高可用是Zookeeper的特性，可以采用第三方客戶端的實現，即Curator框架。

Paxos 算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值（決議）達成一致。一個典型的場景是，在一個分布式數據庫系統中，如果各節點的初始狀態一致，每個節點執行相同的操作序列，那么他們最后能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列，需要在每一條指令上執行一個“一致性算法”以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性算法可以應用在許多場景中，是分布式計算中的重要問題。因此從20世紀80年代起對于一致性算法的研究就沒有停止過。節點通信存在兩種模型：共享內存（Shared memory）和消息傳遞（Messages passing）。Paxos 算法就是一種基于消息傳遞模型的一致性算法。
不僅僅是分布式系統中，凡是多個過程需要達成某種一致的場合都可以使用Paxos 算法。一致性算法可以通過共享內存（需要鎖）或者消息傳遞實現，Paxos 算法采用的是后者。Paxos 算法適用的幾種情況：一臺機器中多個進程/線程達成數據一致；分布式文件系統或者分布式數據庫中多客戶端并發讀寫數據；分布式存儲中多個副本響應讀寫請求的一致性。
Zookeeper集群搭建

在本文中Zookeeper節點個數（奇數）為3個。Zookeeper默認對外提供服務的端口號2181 。Zookeeper集群內部3個節點之間通信默認使用2888:3888

192.168.0.217   192.168.0.218    192.168.0.219

下載zookeeper對應的tar包

分別上傳tar包到192.168.0.217   192.168.0.218    192.168.0.219

在217、218、219三個zookeeper節點上分別執行下行指令，然后將解壓后的文件名zookeeper-3.4.10修改為zookeeper。

tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /usr/local/

在三個zookeeper節點配置環境變量

vim /etc/profile

添加export ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper

在path中添加$ZOOKEEPER_HOME/bin

執行source /etc/profile   使環境變量立即生效

修改zookeeper中conf目錄下的zoo_sample.cfg為zoo.cfg

修改三個zookeeper節點中的zoo.cfg文件，修改dataDir，添加server.0、server.1、server.2

在zookeeper目錄下，創建data目錄。在3個zookeeper節點中data目錄下分別創建myid文件，并分別添加內容0、1、2

啟動zookeeper

zkServer.sh start

zkServer.sh status

在zookeeper中任意一個節點，執行指令zkCli.sh

執行指令zkCli.sh help  ，查看幫助信息

ls  /   查找根目錄

create /test abc   創建節點并賦值

get /test   獲取指定節點的值

set /test cb  設置已存在節點的值

rmr /test  遞歸刪除節點

delete /test/test01  刪除不存在子節點的節點

在Eclipse中查看Zookeeper集群節點

也可以使用ZooInspector查看。

此時，在Xshell中執行zkCli.sh，查看Zookeeper集群中樹形結構的內容

在Eclipse、ZooInspector中均可以添加、刪除Zookeeper集群的節點

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