Zookeeper的基础介绍和安装教程

1、 Zookeeper入门

1.1 概述

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目。

1.2 特点

1.3 数据结构

1.4 应用场景

提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。

统一命名服务

统一配置管理

统一集群管理

服务器动态上下线

软负载均衡

1.5 下载地址

1．官网首页：

https://zookeeper.apache.org/

2. apache的归档目录下载

http://archive.apache.org/dist/zookeeper/

2、 Zookeeper安装

2.1 本地模式安装部署

1．安装前准备

（1）安装Jdk

（2）拷贝Zookeeper安装包到Linux系统下

（3）解压到指定目录

ybb@hadoop102 software\]$ tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/ 2．配置修改 （1）将/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个路径下的zoo_sample.cfg修改为zoo.cfg； \[ybb@hadoop102 conf\]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg （2）打开zoo.cfg文件，修改dataDir路径： \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ vim zoo.cfg 修改如下内容： dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData （3）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录上创建zkData文件夹 \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ mkdir zkData 3．操作Zookeeper （1）启动Zookeeper \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh start （2）查看进程是否启动 \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ jps 4020 Jps 4001 QuorumPeerMain （3）查看状态： \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh status ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/.../conf/zoo.cfg Mode: standalone （4）启动客户端： \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkCli.sh （5）退出客户端： \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0\] quit （6）停止Zookeeper \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh stop ### 2.2 配置参数解读 Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义解读如下： 1．tickTime =2000：通信心跳数，Zookeeper服务器与客户端心跳时间，单位毫秒 Zookeeper使用的基本时间，服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个tickTime时间就会发送一个心跳，时间单位为毫秒。 它用于心跳机制，并且设置最小的session超时时间为两倍心跳时间。(session的最小超时时间是2\*tickTime) 2．initLimit =10：LF初始通信时限 集群中的Follower跟随者服务器与Leader领导者服务器之间初始连接时能容忍的最多心跳数（tickTime的数量），用它来限定集群中的Zookeeper服务器连接到Leader的时限。 3．syncLimit =5：LF同步通信时限 集群中Leader与Follower之间的最大响应时间单位，假如响应超过syncLimit \* tickTime，Leader认为Follwer死掉，从服务器列表中删除Follwer。 4．dataDir：数据文件目录+数据持久化路径 主要用于保存Zookeeper中的数据。 5．clientPort =2181：客户端连接端口 监听客户端连接的端口。 ## 3、Zookeeper内部原理 ### 3.1 选举机制 1）半数机制：集群中半数以上机器存活，集群可用。所以Zookeeper适合装在奇数台机器上。 2）Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。但是，Zookeeper工作时，是有一个节点为Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的 3）以一个简单的例子来说明整个选举的过程。 假设有五台服务器组成的Zookeeper集群，它们的id从1-5，同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据，在存放数据量这一点上，都是一样的。假设这些服务器依序启动，来看看会发生什么，如图所示。 ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1744531811783938049/9ff2e6e29dc3e76f17be69e93c4a909e.webp) （1）服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报文没有任何响应，所以它的选举状态一直是LOOKING状态。 （2）服务器2启动，它与最开始启动的服务器1进行通信，互相交换自己的选举结果，由于两者都没有历史数据，所以id值较大的服务器2胜出，但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3)，所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。 （3）服务器3启动，根据前面的理论分析，服务器3成为服务器1、2、3中的老大，而与上面不同的是，此时有三台服务器选举了它，所以它成为了这次选举的Leader。 （4）服务器4启动，根据前面的分析，理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的，但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3，所以它只能接收当小弟的命了。 （5）服务器5启动，同4一样当小弟。 ### 3.2 节点类型 ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1744531811783938049/31ecb1f0349cf827f9f745db8191706e.webp) ### 3.3 Stat结构体 1）czxid-创建节点的事务zxid 每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳，也就是ZooKeeper事务ID。 事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid，如果zxid1小于zxid2，那么zxid1在zxid2之前发生。 2）ctime - znode被创建的毫秒数(从1970年开始) 3）mzxid - znode最后更新的事务zxid 4）mtime - znode最后修改的毫秒数(从1970年开始) 5）pZxid-znode最后更新的子节点zxid 6）cversion - znode子节点变化号，znode子节点修改次数 7）dataversion - znode数据变化号 8）aclVersion - znode访问控制列表的变化号 9）ephemeralOwner- 如果是临时节点，这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。 10）dataLength- znode的数据长度 11）numChildren - znode子节点数量 ### 3.4 监听器原理 ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1744531811783938049/a43fe608a2b83a1469134c56472f0164.webp) ### 3.5 写数据流程 ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1744531811783938049/10bf4e556e6034a8375f5f989e0a9db2.webp) ## 4、 Zookeeper实战 ### 4.1 分布式安装部署 1．集群规划 在hadoop102、hadoop103和hadoop104三个节点上部署Zookeeper。 2．解压安装 （1）解压Zookeeper安装包到/opt/module/目录下 \[ybb@hadoop102 software\]$ tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/ （2）同步/opt/module/zookeeper-3.4.10目录内容到hadoop103、hadoop104 \[ybb@hadoop102 module\]$ xsync zookeeper-3.4.10/ 3．配置服务器编号 （1）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录下创建zkData \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ mkdir -p zkData （2）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData目录下创建一个myid的文件 \[ybb@hadoop102 zkData\]$ touch myid 添加myid文件，注意一定要在linux里面创建，在notepad++里面很可能乱码 （3）编辑myid文件 \[ybb@hadoop102 zkData\]$ vi myid 在文件中添加与server对应的编号： 2 （4）拷贝配置好的zookeeper到其他机器上 \[ybb@hadoop102 zkData\]$ xsync myid 并分别在hadoop102、hadoop103上修改myid文件中内容为3、4 4．配置zoo.cfg文件 （1）重命名/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg \[ybb@hadoop102 conf\]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg （2）打开zoo.cfg文件 \[ybb@hadoop102 conf\]$ vim zoo.cfg 修改数据存储路径配置 dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData 增加如下配置 #######################cluster########################## server.2=hadoop102:2888:3888 server.3=hadoop103:2888:3888 server.4=hadoop104:2888:3888 （3）同步zoo.cfg配置文件 \[ybb@hadoop102 conf\]$ xsync zoo.cfg （4）配置参数解读 server.A=B:C:D。 A是一个数字，表示这个是第几号服务器； 集群模式下配置一个文件myid，这个文件在dataDir目录下，这个文件里面有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server。 B是这个服务器的ip地址； C是这个服务器与集群中的Leader服务器交换信息的端口； D是万一集群中的Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。 4．集群操作 （1）分别启动Zookeeper \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh start \[ybb@hadoop103 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh start \[ybb@hadoop104 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkServer.sh start （2）查看状态 \[ybb@hadoop102 zookeeper-3.4.10\]# bin/zkServer.sh status JMX enabled by default Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/.../conf/zoo.cfg Mode: follower \[ybb@hadoop103 zookeeper-3.4.10\]# bin/zkServer.sh status JMX enabled by default Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/.../conf/zoo.cfg Mode: leader \[ybb@hadoop104 zookeeper-3.4.5\]# bin/zkServer.sh status JMX enabled by default Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/.../conf/zoo.cfg Mode: follower ### 4.2 客户端命令行操作 ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1744531811783938049/af5ae5812b102b708032e3c406a38bf5.webp) #### 1．启动客户端 \[ybb@hadoop103 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkCli.sh #### 2．显示所有操作命令 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1\] help #### 3．查看当前znode中所包含的内容 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0\] ls / \[zookeeper

4．查看当前节点详细数据

zk: localhost:2181(CONNECTED) 1\] ls2 / \[zookeeper

cZxid = 0x0

ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970

mZxid = 0x0

mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970

pZxid = 0x0

cversion = -1

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 0

numChildren = 1

5．分别创建2个普通节点

zk: localhost:2181(CONNECTED) 3\] create /sanguo "jinlian" Created /sanguo \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4\] create /sanguo/shuguo "liubei" Created /sanguo/shuguo #### 6．获得节点的值 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5\] get /sanguo jinlian cZxid = 0x100000003 ctime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018 mZxid = 0x100000003 mtime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018 pZxid = 0x100000004 cversion = 1 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 7 numChildren = 1 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6

zk: localhost:2181(CONNECTED) 6\] get /sanguo/shuguo liubei cZxid = 0x100000004 ctime = Wed Aug 29 00:04:35 CST 2018 mZxid = 0x100000004 mtime = Wed Aug 29 00:04:35 CST 2018 pZxid = 0x100000004 cversion = 0 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 6 numChildren = 0 #### 7．创建短暂节点 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7\] create -e /sanguo/wuguo "zhouyu" Created /sanguo/wuguo （1）在当前客户端是能查看到的 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3\] ls /sanguo \[wuguo, shuguo

（2）退出当前客户端然后再重启客户端

zk: localhost:2181(CONNECTED) 12\] quit \[ybb@hadoop104 zookeeper-3.4.10\]$ bin/zkCli.sh （3）再次查看根目录下短暂节点已经删除 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0\] ls /sanguo \[shuguo

8．创建带序号的节点

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（1）先创建一个普通的根节点/sanguo/weiguo

zk: localhost:2181(CONNECTED) 1\] create /sanguo/weiguo "caocao" Created /sanguo/weiguo （2）创建带序号的节点 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2\] create -s /sanguo/weiguo/xiaoqiao "jinlian" Created /sanguo/weiguo/xiaoqiao0000000000 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3\] create -s /sanguo/weiguo/daqiao "jinlian" Created /sanguo/weiguo/daqiao0000000001 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4\] create -s /sanguo/weiguo/diaocan "jinlian" Created /sanguo/weiguo/diaocan0000000002 如果原来没有序号节点，序号从0开始依次递增。如果原节点下已有2个节点，则再排序时从2开始，以此类推。 #### 9．修改节点数据值 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6\] set /sanguo/weiguo "simayi" #### 10．节点的值变化监听 （1）在hadoop104主机上注册监听/sanguo节点数据变化 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 26\] \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 8\] get /sanguo watch （2）在hadoop103主机上修改/sanguo节点的数据 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1\] set /sanguo "xisi" （3）观察hadoop104主机收到数据变化的监听 WATCHER:: WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/sanguo #### 11．节点的子节点变化监听（路径变化） （1）在hadoop104主机上注册监听/sanguo节点的子节点变化 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1\] ls /sanguo watch \[aa0000000001, server101

（2）在hadoop103主机/sanguo节点上创建子节点

zk: localhost:2181(CONNECTED) 2\] create /sanguo/jin "simayi" Created /sanguo/jin （3）观察hadoop104主机收到子节点变化的监听 WATCHER:: WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeChildrenChanged path:/sanguo #### 12．删除节点 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4\] delete /sanguo/jin #### 13．递归删除节点 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 15\] rmr /sanguo/shuguo #### 14．查看节点状态 \[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17\] stat /sanguo cZxid = 0x100000003 ctime = Wed Aug 29 00:03:23 CST 2018 mZxid = 0x100000011 mtime = Wed Aug 29 00:21:23 CST 2018 pZxid = 0x100000014 cversion = 9 dataVersion = 1 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 4 numChildren = 1