4，ZooKeeper原理

1，ZooKeeper概述

··· 作用：

    · ZooKeeper是为分布式应用程序提供的一个分布式开源协调框架，是Hadoop和Hbase的重要组件；

    · 主要用于解决分布式集群中应用系统的一致性问题；

    · 提供了类似于Unix的节点树方式来存储数据；

    · 可用于维护和监控存储数据的状态变化，从而达到基于数据的集群管理；

    · 提供了一组原语(机器指令)，以及java和C语言的接口。

··· 特点：

    · 也是一个分布式集群，一个领导者(leader)，多个跟随者(follower)。

    · 集群中只要有半数节点存活，ZooKeeper集群就可以正常服务。

    · 全局数据一致性：每个server都会保存一份相同到的副本，无论client连接哪个server，数据都是一样的。

    · 原子性：一次数据的更新，要么成功要么失败。

    · 数据的实时性：在一定时间范围内，client能够读取到最新的数据。

··· 数据模型：

    · ZooKeeper中的数据模型与Unix中的文件系统类似都是树形结构。在这个系统中没有文件和目录，而是采用节点                    (node)的概念，在这里是 znode；znode既可以保存数据，类似于文件；也可以保存其他znode，类似于目录。

    · 一个znode最多存储 1M的数据。

··· 应用场景：

    · 同一配置管理

    · 同一集群管理

    · 节点动态上下线感知

    · 软负载均衡

    · 分布式锁

    · 分布式队列

 

2，安装配置

··· 安装

    · 把ZooKeeper-3.4.14.tar.gz解压到 /opt/app/中。

    · 配置ZooKeeper环境变量。

··· 配置

    · 修改zoo.cfg文件：从conf/zoo_sample.cfg中复制一份。

    · 配置dataDir

    · 配置三个服务器的server.id，并在相应的dataDir下新建一个myid文件，内容为相应的id。

 

3，基本命令

··· zkServer.sh start ：服务端命令

    · start 启动

    · stop 关闭

    · status 状态

··· zkCli.sh [-server] [ip:port]：启动客户端

    · 客户端常用命令：ls、get、set、quit、delete、create(创建时必须写入内容)

 

4，ZooKeeper工作原理

··· 选举机制

    · 基于节点在半数以上才能正常服务的要求，ZooKeeper适合安装在奇数台机器上。

    · ZooKeeper没有在配置中指定leader和follower，而是通过选举机制来选取一个leader，其他的为follower。

    · 选举时的权重：逻辑时钟(Epoch)：已有票数 > 数据Id(zxid)：保存的最新数据id最大 > 服务器Id(server.id)

··· 监听原理

    · 源码实现是观察者模式

    · 1，首先要有一个main线程，在main线程中创建ZooKeeper客户端。

    · 2，ZooKeeper客户端会创建两个线程，listener负责监听，connect负责网络连接通信。

    · 3，connect线程将注册的监听事件发送给ZooKeeper，ZooKeeper将这个监听事件添加到事件列表中。

    · 4，ZooKeeper监听到有数据或路径变化时，就会将这个消息发送给 listener线程。

    · 5，listener线程内部调用了 process()方法。

    · 用途：监听节点数据的变化；监听节点增减的变化。

··· 写数据流程

    · client向ZooKeeper中的Server1写数据时，如果Server1不是leader，则把请求转发给 leader。

    · leader会将请求广播给所有server，各个server写成功后就会通知leader。

    · 当leader收到半数以上的server写成功的通知后，就说明写成功了。

    · 成功后leader会通知Server1，Server1再通知client，这时写操作就算成功了。