（三）SpringCloud-Zookeeper注册中心

1、Zookeeper注册中心介绍

zookeeper 保证的是 CP。保证了满足一致性（Consistency）和分区容错性（Partition tolerance），牺牲了可用性（Availability）

了解几种常用的注册中心

1.1、Zookeeper数据结构znode

zookeeper 中的所有存储的数据是由 znode 组成的，节点也称为 znode，并以 key/value 形式存储数据，整体结构类似于 linux 文件系统的模式以树形结构存储。其中根路径以 / 开头。

通过zktools工具可以连接查看：
zktools工具下载及使用：https://blog.youkuaiyun.com/rongbaojian/article/details/82078368

节点的属性说明：

字段	描述
cZxid	创建节点时的事务ID
ctime	创建节点时的时间
mZxid	最后修改节点时的事务ID
mtime	最后修改节点时的时间
pZxid	表示该节点的子节点列表最后一次修改的事务ID，添加子节点或删除子节点就会影响子节点列表，但是修改子节点的数据内容则不影响该ID（注意，只有子节点列表变更了才会变更pzxid，子节点内容变更不会影响pzxid）
cversion	子节点版本号，子节点每次修改版本号加1
dataversion	数据版本号，数据每次修改该版本号加1
aclversion	权限版本号，权限每次修改该版本号加1
ephemeralOwner	创建该临时节点的会话的sessionID。（如果该节点是持久节点，那么这个属性值为0）
dataLength	该节点的数据长度
numChildren	该节点拥有子节点的数量（只统计直接子节点的数量）

1.2、会话维持

客户端与服务端之间的连接是基于 TCP 长连接，client 端连接 server 端默认的 2181 端口，也就是 session 会话。

从第一次连接建立开始，客户端开始会话的生命周期，客户端向服务端的ping包请求，每个会话都可以设置一个超时时间。

在 zookeeper 运行过程中，客户端会在会话超时过期范围内向服务器发送请求（包括读和写）或者 ping 请求，俗称心跳检测完成会话激活，从而来保持会话的有效性。

zookeeper 的 leader 服务器再运行期间定时进行会话超时检查，时间间隔默认值是 tickTime（单位是毫秒。该值在zoo.cfg中配置，单位：毫秒），每隔 tickTime 进行一次会话超时检查。

1.2、Zookeeper的Leader选举过程

zookeeper 的 leader 选举存在两个阶段，一个是服务器启动时 leader 选举，另一个是运行过程中 leader 服务器宕机。

选举相关参数：
zxid（最新的事物ID 既 LastLoggedZxid）
服务器中存放的最大数据ID。
ID值越大说明数据越新，在选举算法中数据越新权重越大。

serverId（服务器ID 既 myid）
比如有三台服务器，编号分别是1,2,3。编号越大在选择算法中的权重越大。

epoch （逻辑时钟 既 PeerEpoch）

• 每个服务器都会给自己投票，或者叫投票次数，同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。
• 每投完一次票这个数据就会增加，然后与接收到的其它服务器返回的投票信息中的数值相比。
• 如果收到低于当前轮次的投票结果，该投票无效，需更新到当前轮次和当前的投票结果。

详细推举过程参考:https://www.cnblogs.com/veblen/p/10992103.html

1.3、数据一致性实现

主要依赖 ZAB 协议来实现分布式数据一致性。
ZAB 协议分为两部分：

• 消息广播
  Zookeeper 使用单一的主进程 Leader（主节点） 来接收和处理客户端所有事务请求，并采用 ZAB 协议的原子广播协议将事务请求以 Proposal 提议从Leader广播到所有 Follower（从节点） 节点，当集群中有过半的Follower 服务器进行正确的 ACK 反馈，那么Leader就会再次向所有的 Follower 服务器发送commit 消息，将此次提案进行提交。

• 崩溃恢复
  Leader 服务器出现崩溃，或者由于网络原理导致 Leader 服务器失去了与过半 Follower 的通信，那么就会进入崩溃恢复模式，需要选举出一个新的 Leader 服务器。恢复时会选举zxid最大的节点作为新的leader，并且新 leader 会将事务日志中尚未提交的消息进行处理。

2、Zookeeper下载地址

https://zookeeper.apache.org/releases.html

3、Zookeeper安装：单机

3.1 修改zoo.cfg配置文件

将 conf 目录下的 zoo_sample.cfg 文件，复制一份，重命名为 zoo.cfg:

修改数据存储和日志存储目录:

3.2 双击zkServer.cmd启动

双击运行zookeeper-3.4.11\bin目录下的zkServer.cmd文件

3.3 配置Demo地址

gitee地址中的 cloud-zk-server模块的zookeeper-3.4.11目录

4、Zookeeper安装：集群

4.1 修改zoo.cfg配置文件

dataDir=../tmp/zookeeper
clientPort=2182

#server.A=B：C：D配置项
#A：这是一个数字，表示服务器编号
#B：A服务器的IP地址
#C：通讯端口，即A服务器与集群中的 Leader 服务器交换信息的端口
#D：选举通讯端口，表示的是万一集群中的 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。如果是伪集群的配置方式，由于 B 都是一样，所以不同的 Zookeeper 实例通信端口号不能一样，所以要给它们分配不同的端口号。

server.1=localhost:2881:3881
server.2=localhost:2882:3882
server.3=localhost:2883:3883

4.2 在zoo.cfg中dataDir配置的目录下，创建 myid 文件

文件添加上一步 server 配置的对应 A 数字。数字越大，在进行leader选举是权重越大。

4.3 修zoo.cfg中的端口，启动3台组成集群

一键启动zookeeper集群.cmd文件内容（用于一键启动集群）：

@echo off
start /D "./zookeeper-2182/bin/" zkServer.cmd
start /D "./zookeeper-2183/bin/" zkServer.cmd
start /D "./zookeeper-2184/bin/" zkServer.cmd

4.4 配置Demo地址

gitee地址中的 cloud-zk-server模块的zookeeper-cluster目录

5、测试Zookeeper作为注册中心Demo

5.1 服务提供者provider

5.1.1 添加依赖

<!-- SpringBoot整合zookeeper客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
    <exclusions>
        <!--排除自带的zookeeper-3.5.3-beta.jar-->
        <exclusion>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.11</version>
</dependency>

5.1.2 添加配置

spring:
  application:
    name: cloud-zk-provider-payment8005-6 #服务别名----注册zookeeper到注册中心名称
  devtools:
    restart:
      enabled: false  #关闭自启动
  cloud:
    zookeeper:
      #connect-string: 127.0.0.1:2181 #注册中心地址，多注册中心用逗号分隔
      connect-string: 127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183,127.0.0.1:2184 #注册中心地址，多注册中心用逗号分隔
      discovery:
        register: true  #是否启动服务注册
        enabled: true #开启服务发现
        # instance-id: ${spring.application.name}_${server.port} #用于向zookeeper注册的ID，默认为随机 UUID。
        root: /yyyL #实例注册的根节点，默认为/services

5.1.3 启动类添加注解@EnableDiscoveryClient

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient  // @EnableDiscoveryClient和@EnableEurekaClient共同点就是：都是能够让注册中心能够发现，扫描到该服务。
                        // 不同点：@EnableEurekaClient只适用于Eureka作为注册中心，@EnableDiscoveryClient可以是其他注册中心
public class ZkProviderPayment8005_6Start {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZkProviderPayment8005_6Start.class,args);
    }
}

5.1.4 添加一个简单的服务接口用于测试

功能：接口会返回当前服务提供者的端口。

@RestController
public class PaymentController {
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    // 127.0.0.1:8005/study/payment/zk
    @RequestMapping(value = "/payment/zk")
    public String paymentzk()
    {
        return "springcloud with zookeeper: "+serverPort+"\t"+ UUID.randomUUID().toString();
    }

}

5.1.4 在8005和8006分别启动两台服务

启动后访问：127.0.0.1:8005/study/payment/zk 和 127.0.0.1:8006/study/payment/zk

5.1.6 配置Demo地址

gitee地址中的cloud-zk-provider-payment8005-6模块

5.2 服务消费者consumer

5.2.1 添加依赖

<!-- SpringBoot整合zookeeper客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
    <exclusions>
        <!--排除自带的zookeeper-3.5.3-beta.jar-->
        <exclusion>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.11</version>
</dependency>

5.2.2 添加配置

spring:
  application:
    name: cloud-zk-provider-payment8005-6 #服务别名----注册zookeeper到注册中心名称
  devtools:
    restart:
      enabled: false  #关闭自启动
  cloud:
    zookeeper:
      #connect-string: 127.0.0.1:2181 #注册中心地址，多注册中心用逗号分隔
      connect-string: 127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183,127.0.0.1:2184 #注册中心地址，多注册中心用逗号分隔
      discovery:
        register: true  #是否启动服务注册
        enabled: true #开启服务发现
        # instance-id: ${spring.application.name}_${server.port} #用于向zookeeper注册的ID，默认为随机 UUID。
        root: /yyyL #实例注册的根节点，默认为/services

5.2.3 调用服务提供者provider

赋予RestTemplate负载均衡的能力:

@Configuration
public class ApplicationContextBean {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate()
    {
        return new RestTemplate();
    }
}

通过服务提供者配置的spring.application.name调用服务提供者：

@RestController
@Slf4j
public class OrderZKController
{
    public static final String INVOKE_URL = "http://cloud-zk-provider-payment8005-6/study";

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping(value = "/consumer/payment/zk")
    public String paymentInfo()
    {
        String result = restTemplate.getForObject(INVOKE_URL+"/payment/zk", String.class);
        log.info("消费者调用支付服务(zookeeper)--->result:" + result);
        return result;
    }
}

5.2.4 启动类添加注解@EnableDiscoveryClient

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ZkOrder80Start {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZkOrder80Start.class,args);
    }
}

5.2.5 启动验证

访问 http://127.0.0.1/study/consumer/payment/zk
交替返回springcloud with zookeeper: 8006 ********************* 和 springcloud with zookeeper: 8005 *********************

5.2.6 配置Demo地址

gitee地址中的cloud-zk-consumer-order80模块