Zookeeper(4)---ZK集群部署和选举

一、集群部署

1.准备三台机器，安装好ZK。强烈建议奇数台机器，因为zookeeper 通过判断大多数节点的存活来判断整个服务是否可用。3个节点，挂掉了2个表示整个集群挂掉，而用偶数4个，挂掉了2个也表示其并不是大部分存活，因此也会挂掉，这样反而觉得多浪费了一台机器资源。

2.修改配置文件

　　固定语法格式：server.节点ID=ip:数据同步端口:选举端口

　　节点ID：服务id手动指定1至125之间的数字，并写到对应服务节点的 {dataDir}/myid 文件中。

　　IP地址：节点的远程IP地址

　　数据同步端口：主从同步数据复制端口。

　　远举端口：主节点挂了，选举新的主节点的通信端口。

　　如：

　　　　server.1=192.168.0.67:28888:38888

　　　　server.2=192.168.0.68:28888:38888

　　　　server.3=192.168.0.69:28888:38888

　　三台机器都是一样的内容：

3.配置文件中指定的dataDir目录下面创建myid文件并写入配置中的对应值

　　我的dataDir目录是/tmp/zookeeper

对应配置中的IP对应的节点ID写入

192.168.0.67：

192.168.0.68：

192.168.0.69：

4.各自使用配置文件启动服务

./zkServer.sh start ../conf/zoo.cfg

5.查看各自的节点的状态

./zkServer.sh status

我们可以看到有两台是follower 一台是leader

6.连接集群

连接任意一台节点即可连接集群，也可以每一台都去连接，使用,分割

zkCli.sh 后加参数-server 表示连接指定IP与端口

./zkCli.sh -server 192.168.0.67:2181

连接集群67节点 写入数据，然后再连接68一样可以看到写入的数据，说明数据同步了

如果我们停掉一台机器，集群仍然可用，如果停掉的是leader，那么集群会选举新的leader，选举的时候整个集群是不可用的。如果停掉两台机器，集群就会不可用了。

二、集群角色

前面通过./zkServer.sh status 指令我们看到了集群角色中的leader和follower，还有一个observer

leader	主节点，又名领导者。用于写入数据，通过选举产生，如果宕机将会选举新的主节点。
follower	子节点，又名追随者。用于实现数据的读取。同时他也是主节点的备选节点，并用拥有投票权。
observer	次级子节点，又名观察者。用于读取数据，与follower区别在于没有投票权，不能选为主节点。并且在计算集群可用状态时不会将observer计算入内。

observer配置：

只要在集群配置中加上observer后缀即可，示例如下：

server.3=192.168.0.69:2889:3889:observer

三、集群选举

前面我们通过./zkServer.sh status 指令已经看到68机器的leader， 67和69是follower

为什么68是leader呢？集群选举的时候，第一轮全部投给自己，后面每次都递增投给比自己myid大的相邻结点。如果票数过半选举结束。

假如是四个节点还会进行第三轮选举，第三轮第一个节点会投给第三个节点，所以如果是4个节点那么leader就会是第三个节点。

集群节点中出现选举有两种情况，一种是节点启动，另一种是半数以上节点无法和leader建立连接。

当节点初始起动时会在集群中寻找Leader节点，如果找到则与Leader建立连接，其自身状态变化follower或observer。如果没有找到Leader，当前节点状态将变化LOOKING，进入选举流程。

在集群运行其间如果有follower或observer节点宕机只要不超过半数并不会影响整个集群服务的正常运行。但如果leader宕机，将暂停对外服务，所有follower将进入LOOKING 状态，进入选举流程。

四、数据同步

zookeeper的数据同步是为了保证各节点中数据的一致性。一个是正常客户端数据提交，另一个是服务宕机恢复之后的数据同步。之前的操作我们也看见了在一台机器上面写入数据之后，在其他的机器上面也是有数据的。

数据写入时，请求可能是发送给follower的，这个时候会将请求转发给leader

1.client向zk中的server发送写请求，如果该server不是leader，则会将该写请求转发给leader server，leader将请求事务以proposal形式分发给follower；

2.当follower收到收到leader的proposal时，根据接收的先后顺序处理proposal；

3.当Leader收到follower针对某个proposal过半的ack后，则发起事务提交，重新发起一个commit的proposal

4.Follower收到commit的proposal后，记录事务提交，并把数据更新到内存数据库；当写成功后，反馈给client。

在集群运行过程当中如果有一个follower节点宕机，由于宕机节点没过半，集群仍然能正常服务。当leader 收到新的客户端请求，此时无法同步给宕机的节点。造成数据不一至。为了解决这个问题，当节点启动时，第一件事情就是找当前的Leader，比对数据是否一至。不一至则开始同步,同步完成之后在进行对外提供服务。

那么zk是怎么来确认数据版本呢，是通过前面介绍过的Zxid，来进行对比的。能参与leader选举的节点也是zxid最新的节点（最新zxid数据是完整的）

Zxid是一个长度64位的数字，其中低32位是按照数字递增，任何数据的变更都会导致,低32位的数字简单加1。高32位是leader周期编号，每当选举出一个新的leader时，新的leader就从本地事物日志中取出ZXID,然后解析出高32位的周期编号，进行加1，再将低32位的全部设置为0。这样就保证了每次新选举的leader后，保证了ZXID的唯一性而且是保证递增的。

简单来说就是选举会让zxid的高32的数据加1，每次数据变更会让zxid的低32位数据加1，所以zxid最大的节点数据永远是最完整的一个。

五、集群运维指令

Zk提供了一些运维相关的指令，可以通过telnet或nc向zk发出命令。这些命令都有4个字母组成又叫四字运维命令。

默认这些指令是关闭的，通过配置文件中配置4lw.commands.whitelist来开启这些命令

部分开启：4lw.commands.whitelist=stat, conf, isro,envi

全部开启：4lw.commands.whitelist=*

可能需要安装Netcat工具：

yum install -y nc

查看服务器及客户端连接状态：

echo stat | nc localhost 2181

1.conf：3.3.0中的新增功能：打印有关服务配置的详细信息。

2.crst：3.3.0中的新增功能：重置所有连接的连接/会话统计信息。

3.dump：列出未完成的会话和临时节点。这仅适用于leader。

4.envi：打印有关服务环境的详细信息

6.ruok：测试服务器是否以非错误状态运行。如果服务器正在运行，它将以imok响应。否则，它将完全不响应。响应“ imok”不一定表示服务器已加入仲裁，只是服务器进程处于活动状态并绑定到指定的客户端端口。使用“ stat”获取有关状态仲裁和客户端连接信息的详细信息。

7.srst：重置服务器统计信息。

8.srvr：3.3.0中的新功能：列出服务器的完整详细信息。

9.stat：列出服务器和连接的客户端的简要详细信息。

10.wchs：3.3.0中的新增功能：列出有关服务器监视的简要信息。

11.wchc：3.3.0中的新增功能：按会话列出有关服务器监视的详细信息。这将输出具有相关监视（路径）的会话（连接）列表。请注意，根据watch的数量，此操作可能会很昂贵（即影响服务器性能），请小心使用。

12.dirs：3.5.1中的新增功能：以字节为单位显示快照和日志文件的总大小

13.wchp：3.3.0中的新增功能：按路径列出有关服务器监视的详细信息。这将输出具有关联会话的路径（znode）列表。请注意，根据手表的数量，此操作可能会很昂贵（即影响服务器性能），请小心使用。

14.mntr：3.4.0中的新增功能：输出可用于监视集群运行状况的变量列表。