zookeeper 单机. 集群环境搭建

zookeeper分布式系统中面临的很多问题, 如分布式锁,统一的命名服务,配置中心,集群的管理Leader的选举等

环境准备

分布式系统中各个节点之间通信,Zookeeper保证了这个过程中数据的唯一性,安全可靠

修改配置文件

将/conf/zoo_sample.cfg 修改成 zoo.cfg

配置文件解读

# zookeeper  服务器和客户端之间维持心跳的时间间隔,即每隔ticktime发送一个心跳包,单位是毫秒
# zookeeper 中session过期的时间是 ticktime*2
tickTime=2000
# Leader 允许Follower在initLimit时间内完成从Leader身上同步全部数据的工作, 随机集群的不断扩大,Follower从Leader上同步数据的时间就会变成,此时有必要,默认是0
initLimit=10
# Leader会和集群中的其他机器进行通信,在syncLimit时间内,都没有从Follower上获取返回数据,就认为这个节点挂了
syncLimit=5
# 存储快照文件的目录,默认情况下事务日志也在这里了,下面单独配置,因为因为日志的写性能影响zookeeper的性能
dataDir=E:\\zookeeper\\zookeeper-3.4.14\\data
dataLogDir=E:\\zookeeper\\zookeeper-3.4.14\\log
# the port at which the clients will connect
# 客户端连接的端口
clientPort=2181
# the maximum number of client connections.
# increase this if you need to handle more clients
#maxClientCnxns=60
#
# Be sure to read the maintenance section of the
# administrator guide before turning on autopurge.
#
# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
#
# The number of snapshots to retain in dataDir
#autopurge.snapRetainCount=3
# Purge task interval in hours
# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1

启动

启动的脚本在 /bin/目录下

linux启动 ./zkCli.sh -server localhost:2181

启动成功,进入客户端控制台

 # 默认的节点叫zookeeper
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /
[zookeeper]
# 创建一个节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 11] create /changwu1 "num1"
Created /changwu1
 # 重新查看
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] ls /
[zookeeper, changwu1]
 # 获取节点的内容
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] get /changwu1
num1
cZxid = 0x2
ctime = Mon Sep 16 15:56:27 CST 2019
mZxid = 0x2
mtime = Mon Sep 16 15:56:27 CST 2019
pZxid = 0x2
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 4
numChildren = 0
# 退出
quit
# 删除一个节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 32] delete /changwu1
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 33] ls /
[zookeeper]
# 递归删除节点
rmr /path1/path2
这个path1 和 path2 其实是两个节点
# 修改节点数据
set /path "value"
# 节点的状态
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 50] stat /z1
cZxid = 0x5
ctime = Mon Sep 16 16:04:35 CST 2019
mZxid = 0x7
mtime = Mon Sep 16 16:06:31 CST 2019
pZxid = 0x6
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 8
numChildren = 1
# 创建永久有序节点
create -s /path

创建节点的形式,和我们mkdir,创建一个目录结构是相似的

集群搭建

将zoo.cfg复制三份,并修改配置文件

第二个端口2887,用来同步Leader 和 Follower之间的数据, 第三个端口选举新的Leader使用

在tmp目录创建六个目录分别是 zoo_data_1-3 zoo_logs_1-3
创建myid文件

[root@139 tmp]# echo 1 > zoo_data_1/myid
[root@139 tmp]# echo 2 > zoo_data_2/myid
[root@139 tmp]# echo 3 > zoo_data_3/myid

启动集群服务端

[root@139 bin]# ./zkServer.sh start ../conf/zoo1.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo1.cfg
Starting zookeeper ... STARTED
[root@139 bin]# ./zkServer.sh start ../conf/zoo2.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo2.cfg
Starting zookeeper ... STARTED
[root@139 bin]# ./zkServer.sh start ../conf/zoo3.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo3.cfg
Starting zookeeper ... STARTED

分别查看各个节点的状态

[root@139 bin]# ./zkServer.sh status ../conf/zoo3.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo3.cfg
Mode: follower
[root@139 bin]# ./zkServer.sh status ../conf/zoo1.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo1.cfg
Mode: leader
[root@139 bin]# ./zkServer.sh status ../conf/zoo2.cfg
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: ../conf/zoo2.cfg
Mode: follower

连接客户端

./zkCli -server localhost:服务端的端口号
zkCli.sh -server localhost:2181
zkCli.sh -server localhost:2182
zkCli.sh -server localhost:2183

添加观察者

和前三个一样,在tmp目录创建哨兵使用的目录分别是 zoo_data_4 zoo_logs_4
在zoo_data_4目录下创建它myid文件,写入4
更改前三个节点的配置文件

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/tmp/zoo_data_1
dataLogDir=/tmp/zoo_logs_1
clientPort=2181
# 第一个端用于Leader和Leanner之间同步, 第二个端口,用户选举过程中的投票通信
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
server.4=localhost:2890:3890:observer

添加观察者的配置文件

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/tmp/zoo_data_4
dataLogDir=/tmp/zoo_logs_4
# 观察者的配置
peerType=observer
clientPort=2184
# 第一个端用于Leader和Leanner之间同步, 第二个端口,用户选举过程中的投票通信
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
server.4=localhost:2890:3890:observer

集群中的角色

Leader

发起投票和决议,已经更新最终状态

Follower

接收处理客户端的请求,参与Leader发起的决议

Observer

接受客户端的连接,将请求转发给Leader字节,但是它不参加投票,而仅仅同步Leader的状态,它是zookeeper拓展的方式

为什么会添加Observer呢? 这和zookeeper的工作方式息息相关:

一个zookeeper集群由多个Server组成,每一个Server都可以去处理多个client的请求, 如果是读请求,用当前的Server的本地数据库分本直接相应,但是,如果请求是改变zookeeper状态的写请求,就变得麻烦起来, zookeeper的leader节点会发起投票这个机制就是zab协议,超过半数的节点同意时,才会把这个操作加载到内存中,并对client进行回复

在这个过程中,zookeeper担任两个职能,一方面接受客户端的连接,另一方面又得去发起投票决议, 这两个功能限制了zookeeper的扩展想支持更多的客户端连接,就得添加server,但是server越来越多每次发起投票就变的沉重,于是Observer应运而生

Observer,不会参加投票,在其他节点处于投票阶段时,Observer接收client的连接,把连接转发的leader,而且,它还会收到投票的处理结果,保证自己和其他机器是数据一致性,从而大大提高系统的吞吐量

Learner

和Leader一起同步状态的节点的统称,Observer和Follower统称为Learner

Zookeeper的CPA

CP: 当集群中的节点仅仅剩下Leader Follower时, Leader挂了,就得重新选举,选举的过程中系统不可用

AP: Leader Follower Observer ,这三者组成的就群,实现了AP, 当Leader挂了,同样进行选举, 但是Observer可以继续接受client的请求,只不过Observer中的数据可能不是最新的数据