VIP-01 Zookeeper特性与节点数据类型详解

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正文

1. 什么是Zookeeper
2. Zookeeper核心概念
3. Zookeeper实操
4. Zookeeper ACLs权限控制
5. ZooKeeper 内存数据和持久化
   在了解Zookeeper之前，需要对分布式相关知识有一定了解，什么是分布式系统呢？通常情况
   下，单个物理节点很容易达到性能，计算或者容量的瓶颈，所以这个时候就需要多个物理节点来
   共同完成某项任务，一个分布式系统的本质是分布在不同网络或计算机上的程序组件，彼此通过
   信息传递来协同工作的系统，而Zookeeper正是一个分布式应用协调框架，在分布式系统架构中
   有广泛的应用场景。

1. 什么是Zookeeper？

官方文档上这么解释zookeeper，它是一个分布式协调框架，是Apache Hadoop 的一个子项
目，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同
步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。

2. Zookeeper 核心概念

上面的解释有点抽象，同学们暂时可以理解为 Zookeeper 是一个用于存储少量数据的基于内存
的数据库，主要有如下两个核心的概念：文件系统数据结构+监听通知机制。

2.1、 文件系统数据结构

Zookeeper维护一个类似文件系统的数据结构：

每个子目录项都被称作为 znode(目录节点)，和文件系统类似，我们能够自由的增加、删除
znode，在一个znode下增加、删除子znode。
有四种类型的znode：
1、PERSISTENT­持久化目录节点
客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只要不手动删除该节点，他将永远存在
2、 PERSISTENT_SEQUENTIAL­持久化顺序编号目录节点
客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
3、EPHEMERAL­临时目录节点
客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除
4、EPHEMERAL_SEQUENTIAL­临时顺序编号目录节点
客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
5. Container 节点（3.5.3 版本新增，如果Container节点下面没有子节点，则Container节点
在未来会被Zookeeper自动清除,定时任务默认60s 检查一次）
6. TTL 节点( 默认禁用，只能通过系统配置 zookeeper.extendedTypesEnabled=true 开启，不稳
定)

2.2、监听通知机制

客户端注册监听它关心的任意节点，或者目录节点及递归子目录节点

1. 如果注册的是对某个节点的监听，则当这个节点被删除，或者被修改时，对应的客户端将被通
   知
2. 如果注册的是对某个目录的监听，则当这个目录有子节点被创建，或者有子节点被删除，对应
   的客户端将被通知
3. 如果注册的是对某个目录的递归子节点进行监听，则当这个目录下面的任意子节点有目录结构
   的变化（有子节点被创建，或被删除）或者根节点有数据变化时，对应的客户端将被通知。
   注意：所有的通知都是一次性的，及无论是对节点还是对目录进行的监听，一旦触发，对应的监
   听即被移除。递归子节点，监听是对所有子节点的，所以，每个子节点下面的事件同样只会被触
   发一次。

2.3、Zookeeper 经典的应用场景

1. 分布式配置中心
2. 分布式注册中心
3. 分布式锁
4. 分布式队列
5. 集群选举
6. 分布式屏障
7. 发布/订阅
8. Zookeeper 实战
   3.1. zookeeper安装
   Step1：配置JAVA环境，检验环境：

1 java ‐version

Step2: 下载解压 zookeeper

1 wget https://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper‐3.5.8/apache‐zookeepe
r‐3.5.8‐bin.tar.gz
2 tar ‐zxvf apache‐zookeeper‐3.5.8‐bin.tar.gz
3 cd apache‐zookeeper‐3.5.8‐bin

Step3: 重命名配置文件 zoo_sample.cfg

1 cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

Step4: 启动zookeeper

1 # 可以通过 bin/zkServer.sh 来查看都支持哪些参数
2 bin/zkServer.sh start conf/zoo.cfg

Step5: 检测是否启动成功

1 echo stat | nc 192.168.109.200 // 前提是配置文件中中讲 stat 四字命令设置了了白名单
2 如：
3 4lw.commands.whitelist=stat

Step6: 连接服务器

1 bin/zkCli.sh ‐server ip:port

3.2. 使用命令行操作zookeeper

输入命令 help 查看zookeeper所支持的所有命令：

1 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 80] help
2 ZooKeeper ‐server host:port cmd args
3 addauth scheme auth
4 close
5 config [‐c] [‐w] [‐s]
6 connect host:port
7 create [‐s] [‐e] [‐c] [‐t ttl] path [data] [acl]
8 delete [‐v version] path
9 deleteall path
10 delquota [‐n|‐b] path
11 get [‐s] [‐w] path
12 getAcl [‐s] path
13 history
14 listquota path
15 ls [‐s] [‐w] [‐R] path
16 ls2 path [watch]
17 printwatches on|off
18 quit
19 reconfig [‐s] [‐v version] [[‐file path] | [‐members serverID=host:port1:port
2;port3[,...]*]] | [‐add serverId=host:port1:port2;port3[,...]]* [‐remove serverI
d[,...]*]
20 redo cmdno
21 removewatches path [‐c|‐d|‐a] [‐l]
22 rmr path
23 set [‐s] [‐v version] path data
24 setAcl [‐s] [‐v version] [‐R] path acl
25 setquota ‐n|‐b val path
26 stat [‐w] path
27 sync path

1. 创建zookeeper 节点命令

1 create [‐s] [‐e] [‐c] [‐t ttl] path [data] [acl]
2

中括号为可选项，没有则默认创建持久化节点
-s: 顺序节点
-e: 临时节点
-c: 容器节点
-t: 可以给节点添加过期时间，默认禁用，需要通过系统参数启用
（-Dzookeeper.extendedTypesEnabled=true, znode.container.checkIntervalMs : (Java system
property only) New in 3.5.1: The time interval in milliseconds for each check of candidate
container and ttl nodes. Default is “60000”.)
创建节点：

1 create /test‐node some‐data

如上，没有加任何可选参数，创建的就是持久化节点

查看节点：

1 get /test‐node

修改节点数据：

1 set /test‐node some‐data‐changed

查看节点状态信息：

1 stat /test‐node

Stat
cZxid：创建znode的事务ID（Zxid的值）。
mZxid：最后修改znode的事务ID。
pZxid：最后添加或删除子节点的事务ID（子节点列表发生变化才会发生改变）。
ctime：znode创建时间。
mtime：znode最近修改时间。
dataVersion：znode的当前数据版本。
cversion：znode的子节点结果集版本（一个节点的子节点增加、删除都会影响这个
版本）。
aclVersion：表示对此znode的acl版本。
ephemeralOwner：znode是临时znode时，表示znode所有者的 session ID。 如果
znode不是临时znode，则该字段设置为零。
dataLength：znode数据字段的长度。
numChildren：znode的子znode的数量。
查看节点状态信息同时查看数据

根据状态数据中的版本号有并发修改数据实现乐观锁的功能
比如： 客户端首先获取版本信息， get -s /node-test

/test-node 当前的数据版本是 1 ， 这时客户端 用 set 命令修改数据的时候可以把版本号带上

如果在执行上面 set命令前， 有人修改了数据，zookeeper 会递增版本号， 这个时候，如果再用
以前的版本号去修改，将会导致修改失败，报如下错误

创建子节点， 这里要注意，zookeeper是以节点组织数据的，没有相对路径这么一说，所以，所
有的节点一定是以 / 开头

1 create /test‐node/test‐sub‐node

查看子节点信息，比如根节点下面的所有子节点， 加一个大写 R 可以查看递归子节点列表

1 ls /

明天说Zookeeper 的 ACL 权限控制!!