03. zookeeper安装教程

zookeeper安装教程

第 1 章 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。

Zookeeper工作机制

1.2 特点

Zookeeper特点

1.3 数据结构

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。

1.5 下载地址

1．官网首页：

https://zookeeper.apache.org/

2．下载截图，如图 5-5，5-6，5-7 所示

​ 图 5-5 Zookeeper 下载（一）

​ 图 5-6 Zookeeper 下载（二）

​ 图 5-7 Zookeeper 下载（三）

第 2 章 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 /opt/software目录下

（3）解压到指定目录

[xikuang@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；

[xikuang@hadoop102 conf]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg    

（2）打开 zoo.cfg 文件，修改 dataDir 路径：

[xikuang@hadoop102 conf]$ 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

[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ mkdir zkData     

3．操作 Zookeeper

（1）启动 Zookeeper

​

[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start     

（2）查看进程是否启动

[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ jps
8480 DataNode
11888 RunJar
8329 NameNode
8841 NodeManager
9033 JobHistoryServer
11644 RunJar
13869 Jps
13838 QuorumPeerMain

（3）查看状态：

[xikuang@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：

[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkCli.sh     

（5）退出客户端：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] quit         

（6）停止 Zookeeper

​

[xikuang@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。

第 3 章 Zookeeper 内部原理

3.1 选举机制（面试重点）

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 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 5-8 所示。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9lDUmO0P-1640904246989)(file:///C:\Users\thinkpad\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.gif)]

图 5-8 Zookeeper 的选举机制

（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

节点类型

在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

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

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（面试重点）

监听器原理

3.5 写数据流程

图 5-10 监听器原理

第 4 章 Zookeeper 实战（开发重点）

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

[xikuang@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

[xikuang@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

[xikuang@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

[xikuang@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

[xikuang@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

[xikuang@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

[xikuang@hadoop102 conf]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

（2）打开 zoo.cfg 文件

[xikuang@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

server.2=hadoop102:2888:3888 
server.3=hadoop103:2888:3888 
server.4=hadoop104:2888:3888

（3）同步 zoo.cfg 配置文件

[xikuang@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

[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

[xikuang@hadoop103 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

[xikuang@hadoop104 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

（2）查看状态

5. 配置zookeeper群起脚本

1. 配置环境变量：

sudo vim /etc/profile

export ZOOKEEPER_HOME=/opt/module/zookeeper-3.4.10

:wq
source /etc/profile
# 分发到其他服务器
sudo xsync /etc/profile

2. 编写群起脚本

   cd /home/xikuang/bin
   vim myzkServer.sh
   

   群起脚本内容：

#!/bin/bash
case $1 in
"start"){
        for i in hadoop102 hadoop103 hadoop104
        do
        echo ---------- zookeeper $i 启动 ------------
                ssh $i "source /etc/profile; /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/zkServer.sh start"
        done
};;
"stop"){
        for i in hadoop102 hadoop103 hadoop104
        do
        echo ---------- zookeeper $i 停止 ------------
                ssh $i "source /etc/profile; /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/zkServer.sh stop"
        done
};;
"status"){
        for i in hadoop102 hadoop103 hadoop104
        do
        echo ---------- zookeeper $i 状态 ------------
                ssh $i "source /etc/profile; /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/zkServer.sh status"
        done
};;
esac

3. 给脚本授予权限：

   [xikuang@hadoop102 bin]$ sudo chmod 777 myzkServer.sh 
   

4.2 客户端命令行操作

表 5-1

命令基本语法	功能描述
help	显示所有操作命令
ls path [watch]	使用 ls 命令来查看当前 znode 中所包含的内容
ls2 path [watch]	查看当前节点数据并能看到更新次数等数据
create	普通创建 -s 含有序列 -e 临时（重启或者超时消失）
get path [watch]	获得节点的值
set	设置节点的具体值
stat	查看节点状态
delete	删除节点
rmr	递归删除节点

1．启动客户端

[xikuang@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) 2] ls /
[zookeeper]

4．查看当前节点详细数据

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] 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) 4] create /sanguo "jinlian"
Created /sanguo
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] create /sanguo/shuguo "liubei"
Created /sanguo/shuguo

6．获得节点的值

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] get /sanguo jinlian
jinlian
cZxid = 0x200000002
ctime = Tue Dec 28 23:14:16 CST 2021
mZxid = 0x200000002
mtime = Tue Dec 28 23:14:16 CST 2021
pZxid = 0x200000003
cversion = 1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 7
numChildren = 1

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) 8] ls /sanguo
[wuguo, shuguo]

（2）退出当前客户端然后再重启客户端

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] quit
Quitting...
2021-12-28 23:48:49,383 [myid:] - INFO  [main:ZooKeeper@684] - Session: 0x27e01b637c40000 closed
2021-12-28 23:48:49,388 [myid:] - INFO  [main-EventThread:ClientCnxn$EventThread@519] - EventThread shut down for session: 0x27e01b637c40000
[xikuang@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ 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

（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

9．修改节点数据值

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] 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

（2）在 hadoop103 主机上修改/sanguo 节点的数据

（3）观察 hadoop104 主机收到数据变化的监听

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

（2）在 hadoop103 主机/sanguo 节点上创建子节点

（3）观察 hadoop104 主机收到子节点变化的监听

12．删除节点

13．递归删除节点

14．查看节点状态

4.3 API 应用

4.3.1 Eclipse 环境搭建

1．创建一个 Maven 工程

2．添加 pom 文件

3．拷贝 log4j.properties 文件到项目根目录

需要在项目的 src/main/resources 目录下，新建一个文件，命名为“log4j.properties”，在 文件中填入。

4.3.2 创建 ZooKeeper 客户端

4.3.3 创建子节点

4.3.4 获取子节点并监听节点变化

4.3.5 判断 Znode 是否存在

4.4 监听服务器节点动态上下线案例

1．需求

某分布式系统中，主节点可以有多台，可以动态上下线，任意一台客户端都能实时感知 到主节点服务器的上下线。

2．需求分析，如图 5-12 所示

服务器动态上下线案例分析

图 5-12 服务器动态上下线

3．具体实现

（0）先在集群上创建/servers 节点

（1） 服务器端向 Zookeeper 注册代码 注意： 需要配置 main 函数的参数值

package com.aaa.zkcase;

import java.io.IOException;

import org.apache.zookeeper.CreateMode; import org.apache.zookeeper.WatchedEvent; import org.apache.zookeeper.Watcher; import org.apache.zookeeper.ZooKeeper; import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;

public class DistributeServer {

private static String connectString = “hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181”;

private static int sessionTimeout = 2000; private ZooKeeper zk = null;

private String parentNode = “/servers”;

// 创建到 zk 的客户端连接

public void getConnect() throws IOException{

zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {

@Override

public void process(WatchedEvent event) {

}

});

}

// 注册服务器

public void registServer(String hostname) throws Exception{

String create = zk.create(parentNode + “/server”, hostname.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);

System.out.println(hostname +" is online "+ create);

}

// 业务功能

public void business(String hostname) throws Exception{ System.out.println(hostname+" is working …");

Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);

}

)

（2）客户端代码

package com.aaa.zkcase; import java.io.IOException; import java.util.ArrayList; import java.util.List;

import org.apache.zookeeper.WatchedEvent; import org.apache.zookeeper.Watcher; import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

public class DistributeClient {

private static String connectString = “hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181”;

private static int sessionTimeout = 2000; private ZooKeeper zk = null;

private String parentNode = “/servers”;

// 创建到 zk 的客户端连接

public void getConnect() throws IOException {

zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {

@Override

public void process(WatchedEvent event) {

// 再次启动监听

try {

getServerList();

} catch (Exception e) { e.printStackTrace();

}

}

});

}

// 获取服务器列表信息

public void getServerList() throws Exception {

// 1 获取服务器子节点信息，并且对父节点进行监听

List children = zk.getChildren(parentNode, true);

)// 2 存储服务器信息列表

ArrayList servers = new ArrayList<>();

// 3 遍历所有节点，获取节点中的主机名称信息

for (String child : children) {

byte[] data = zk.getData(parentNode + “/” + child, false, null);

servers.add(new String(data));

}

// 4 打印服务器列表信息

System.out.println(servers);

}

// 业务功能

public void business() throws Exception{

System.out.println(“client is working …”); Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

// 1 获取 zk 连接

DistributeClient client = new DistributeClient(); client.getConnect();

// 2 获取 servers 的子节点信息，从中获取服务器信息列表

client.getServerList();

// 3 业务进程启动

client.business();

}

}

第 5 章 企业面试真题

5.1 请简述 ZooKeeper 的选举机制

详见 3.1。

5.2 ZooKeeper 的监听原理是什么？

详见 3.4。

5.3 ZooKeeper 的部署方式有哪几种？集群中的角色有哪些？集群最 少需要几台机器？

（1）部署方式单机模式、集群模式

（2）角色：Leader 和 Follower

（3）集群最少需要机器数：3

5.4 ZooKeeper 的常用命令

ls create get delete set…

     zk.getChildren(parentNode, true);

)// 2 存储服务器信息列表

ArrayList servers = new ArrayList<>();

// 3 遍历所有节点，获取节点中的主机名称信息

for (String child : children) {

byte[] data = zk.getData(parentNode + “/” + child, false, null);

servers.add(new String(data));

}

// 4 打印服务器列表信息

System.out.println(servers);

}

// 业务功能

public void business() throws Exception{

System.out.println(“client is working …”); Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

// 1 获取 zk 连接

DistributeClient client = new DistributeClient(); client.getConnect();

// 2 获取 servers 的子节点信息，从中获取服务器信息列表

client.getServerList();

// 3 业务进程启动

client.business();

}

}