一、认识 Zookeeper
1. 简介
- 定义：开源分布式应用程序协调服务，提供同步、命名、组服务、配置管理等功能。
- 解决问题：分布式系统中的死锁、竞态条件等问题。
- 适用场景：与 HA 模式下的 HDFS、Yarn、HBase 等 Hadoop 组件搭配使用。
2. 设计目的
- 一致性：客户端连接任意 Server，视图一致。
- 实时性：数据存于内存，高吞吐、低延迟。
- 可靠性：集群服务器相互感知。
- 有序性：更新操作赋予唯一有序版本号。
- 原子性：数据读取只有成功或失败两种状态。
3. 系统模型
- 组成：服务器（Server）和客户端（Client）。
- 通信方式：客户端通过 TCP 连接 Server，发送请求和心跳，获取响应和事件通知。
- 会话机制：客户端首次连接建立会话，断开后自动重连其他 Server 并重建会话。
4. 核心角色
- Leader：集群唯一领导者，调度事务请求、协调集群服务器。
- Follower：多个跟随者，处理非事务请求、转发事务请求、参与 Leader 选举投票。
- Observer：处理非事务请求、转发事务请求，不参与选举投票。
5. 工作原理
- 核心机制：选举 Leader 提供服务，Leader 故障时快速选举新 Leader。
- 集群要求：半数以上服务器正常运行即可提供服务，推荐奇数节点部署。
- ZAB 算法：
-
- 领袖选举：从 Follower 中选举 Leader。
- 原子广播：同步 Leader 与 Follower 数据，保证一致性。
二、Zookeeper 的安装和常用命令
1. 安装模式
（1）单机模式
- 步骤：解压安装包→重命名目录→配置环境变量→修改配置文件（zoo.cfg）→启动服务器→验证启动（jps 查看 QuorumPeerMain 进程）。
（2）全分布式（集群模式）
- 步骤：修改 zoo.cfg（指定数据目录、集群节点）→创建 myid 文件（标识节点 ID）→分发安装目录→配置环境变量→启动集群→验证状态（Mode: leader/follower）。
- 集群脚本：编写 xzk.sh 脚本，批量启动 / 关闭集群节点。
2. 常用脚本（/mysoft/zookeeper/bin/ 目录）
- zkServer.sh：启动、停止、查看服务器状态。
- zkCli.sh：启动客户端。
- zkCleanup.sh：清理数据日志。
3. 客户端操作
（1）节点类型
- 永久节点：客户端退出后不删除。
- 临时节点：客户端退出后自动删除，不可有子节点。
- 顺序节点：名称末尾附加 10 位序列号。
（2）节点权限（ACL）
- 五种权限：CREATE（创建子节点）、READ（读取数据）、WRITE（更新数据）、DELETE（删除子节点）、ADMIN（设置 ACL）。
（3）常用命令
- 启动客户端：zkCli.sh（本地）、zkCli.sh -server 主机地址（远程）。
- 节点操作：create（创建）、ls（查看子节点）、get（获取数据）、set（更新数据）、delete（删除节点）等。
三、Zookeeper 客户端编程
1. 配置开发环境
- 新建模块→修改 pom.xml 文件，引入 Zookeeper 依赖。
2. Java 程序操作
- 核心 API：创建 ZooKeeper 实例→连接服务器→执行节点增删改查操作→关闭连接。
- 关键注意：处理连接回调、异常捕获、会话超时机制。
四、Zookeeper 典型应用场景
1. 数据发布与订阅（配置中心）
- 场景：集中管理配置信息、服务地址列表等，支持动态更新。
- 实现：发布者将数据写入 ZK 节点，订阅者注册 Watcher，接收数据更新通知。
2. 统一命名服务
- 场景：分布式系统中，通过名称获取服务地址、资源信息。
- 实现：创建全局唯一 ZK 节点路径作为名称，关联资源信息。
3. 分布式锁
- 独占锁：多个客户端竞争创建同一节点，成功创建者获得锁。
- 时序锁：创建临时有序节点，按节点顺序获取锁，保证全局时序。