一、什么是ZooKeeper

ZooKeeper是一个分布式服务协调框架,提供了分布式数据一致性的解决方案,基于ZooKeeper的数据结构,Watcher,选举机制等特点,可以实现数据的发布/订阅,软负载均衡,命名服务,统一配置管理,分布式锁,集群管理等等。

二、为什么使用ZooKeeper

ZooKeeper能保证:

  • 更新请求顺序进行。来自同一个client的更新请求按其发送顺序依次执行
  • 数据更新原子性。一次数据更新要么成功,要么失败
  • 全局唯一数据视图。client无论连接到哪个server,数据视图都是一致的
  • 实时性。在一定时间范围内,client读到的数据是最新的

三、数据结构

ZooKeeper的数据结构和Unix文件系统很类似,总体上可以看做是一棵树,每一个节点称之为一个ZNode,每一个ZNode默认能存储1M的数据。每一个ZNode可通过唯一的路径标识。如下图所示:

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创建ZNode时,可以指定以下四种类型,包括:

  • PERSISTENT,持久性ZNode。创建后,即使客户端与服务端断开连接也不会删除,只有客户端主动删除才会消失。
  • PERSISTENT_SEQUENTIAL,持久性顺序编号ZNode。和持久性节点一样不会因为断开连接后而删除,并且ZNode的编号会自动增加。
  • EPHEMERAL,临时性ZNode。客户端与服务端断开连接,该ZNode会被删除。
  • EPEMERAL_SEQUENTIAL,临时性顺序编号ZNode。和临时性节点一样,断开连接会被删除,并且ZNode的编号会自动增加。

四、监听通知机制

Watcher是基于观察者模式实现的一种机制。如果我们需要实现当某个ZNode节点发生变化时收到通知,就可以使用Watcher监听器。

客户端通过设置监视点(watcher)向 ZooKeeper 注册需要接收通知的 znode,在 znode 发生变化时 ZooKeeper 就会向客户端发送消息

这种通知机制是一次性的。一旦watcher被触发,ZooKeeper就会从相应的存储中删除。如果需要不断监听ZNode的变化,可以在收到通知后再设置新的watcher注册到ZooKeeper。

监视点的类型有很多,如监控ZNode数据变化、监控ZNode子节点变化、监控ZNode 创建或删除

五、选举机制

ZooKeeper是一个高可用的应用框架,因为ZooKeeper是支持集群的。ZooKeeper在集群状态下,配置文件是不会指定Master和Slave,而是在ZooKeeper服务器初始化时就在内部进行选举,产生一台做为Leader,多台做为Follower,并且遵守半数可用原则。

由于遵守半数可用原则,所以5台服务器和6台服务器,实际上最大允许宕机数量都是3台,所以为了节约成本,集群的服务器数量一般设置为奇数

如果在运行时,如果长时间无法和Leader保持连接的话,则会再次进行选举,产生新的Leader,以保证服务的可用

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六、初の体验

首先在官网下载ZooKeeper,我这里用的是3.3.6版本。

然后解压,复制一下/conf目录下的zoo_sample.cfg文件,重命名为zoo.cfg。

修改zoo.cfg中dataDir的值,并创建对应的目录:

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最后到/bin目录下启动,我用的是window系统,所以启动zkServer.cmd,双击即可:

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启动成功的话就可以看到这个对话框:

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可视化界面的话,我推荐使用ZooInspector,操作比较简便