一、Zookeeper入门
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。
Zookeeper从设计模式角度理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责同志已经在Zookeeper上注册的哪些观察者做出相应的反应。
特点
1）Zookeeper：一个领导者(Leader)，多个跟随者(Follower)组成的集群。
2）集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。
3）全局数据一致。每个Server保存一份相同的数据副本。
4）更新请求顺序进行。来自同一个Client的更新请求按发送顺序依次执行。
5）数据更新原子性。一次更新要么成功，要么失败。
6）实时性。在一定时间范围内，Client能读到最新数据。
数据结构
Zookeeper的数据模型结构类似树结构，每个节点称作一个ZNode。每个ZNode默认能存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过路径唯一标识。
应用场景
**统一命名服务：**在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。
**统一配置管理：**分布式环境下，一般要求所有节点的配置信息是一致的，对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上。
**统一集群管理：**分布式环境下，实时掌握每个节点的状态是必要的，可根据节点实时状态走做出一些调整。
**服务器节点动态上下线：**客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。
**软负载均衡：**在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问最少的服务器去处理最新的客户端请求。
下载地址
官网首页：Index of /zookeeper
在Linux中可以用wget命令安装
bash
wget https://downloads.apache.org/zookeeper/zookeeper-3.7.2/apache-zookeeper-3.7.2-bin.tar.gz二、Zookeeper安装
2.1本地模式安装
前提准备
1）安装jdk
2）解压Zookeeper.tar.gz到指定目录
tar -zxvf zookeeper-3.7.2.tar.gz -C /opt/module/配置修改
1）将解压后的zookeeper的zoo_sample.cfg修改为zoo.cfg；
mv zoo_sample.cfg zoo.cfg # 先进入zookeeper文件后再执行此条命令2）打开zoo.cfg文件，修改dataDir路径；
gedit zoo.cfg
# dataDir=/opt/module/zookeeper-3.7.2/zkData3）在/opt/module/zookeeper-3.7.2/目录上创建zkData文件夹；
mkdir zkData启动Zookeeper
1）启动Zookeeper
bin/zkServer.sh start2）查看进程是否启动
jps
# 出现QuorumPeerMain说明启动成功3）查看状态
bin/zkServer.sh status4）启动客户端
bin/zkCli.sh5）退出客户端
quit6）停止Zookeeper
bin/zkServer.sh stop2.2配置参数解读
- Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义：
- tickTime=2000：通信心跳数，Zookeeper服务器与客户端心跳时间，单位ms
- initLimit=10：LF初始通信时限
- syncLimit=5：LF同步通信时限
- clientPort=2181：客户端访问端口号
- dataDir：存储数据路径
三、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适合安装奇数台服务器。
2）Zookeeper在配置文件中没有指定Master和Slave。但是Zookeeper工作时有一个节点是Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。
a. 初始阶段
-
每个节点向其他节点发送投票信息，包含 (myid, ZXID, epoch)。
-
节点初始默认投给自己。
b. 投票比较
-
当节点收到其他节点的投票时，按上述规则比较：
-
若收到的投票比自己的更优，则更新投票并转发新投票。
-
否则忽略该投票。
-
c. 确定 Leader
-
当某个节点获得 超过半数（Quorum） 的投票时，成为 Leader。
-
其余节点成为 Follower/Observer，切换到 FOLLOWING 或 OBSERVING 状态
3.2节点类型
持久（Persistent）型节点
- 客户端和服务器断开连接后，创建的节点不删除
- 客户端与Zookeeper断开连接后，Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
短暂（Ephemeral）型节点
- 客户端和服务器断开连接后，创建的节点自己删除
- 客户端与Zookeeper断开连接后，Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
3.3 Stat结构体
1）czxid：创建节点的事务zxid值
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，zonde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）numChileren：znode子节点数量
3.4监听器原理
1）首先要有一个main()线程
2）在main线程中创建Zookeeper客户端，这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信（connet），一个负责监听（listener）。
3）通过connet线程将注册的监听事件发送给Zookeeper
4）在Zookeeper的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中。
5）Zookeeper监听到有数据或路径变化，就会将这个消息发送到listener线程。
6）listener线程内部调用了process()方法。
3.5写数据流程
客户端client发给Zookeeper的数据如何在各个服务器之间保持一致的问题。
1）Clinet向一个Server1上写数据，发送一个请求。
2）如果Server1不是Leader，那么Server1会将收到的请求进一步转发给Leader；然后Leader再将该请求广播给其他Server。各Server写成功后会通知Leader。
3）当Leader收到半数以上的Server数据写成功时，会告诉Server1数据写成功了。
4）Server1会进一步通知Client数据写成功了。