ZooKeeper分布式

1：zk的相关特性

1、一致性：数据一致性，数据按顺序分批入库。
2、原子性：事务要么都成功，要么都失败，不会局部化。
3、单一视图：客户端连接集群中的任一zk节点，数据都是一致的。
4、可靠性：每次对zk的操作状态都保存在服务器中。
5、实时性：客户端可以读取zk服务端的最新数据

2：linux上环境变量在/etc/profile 中编辑过后需要执行source /etc/profile 重新导入刚刚的配置

3:Zookeeper中zoo.cfg配置

1、tickTime:用于计算的时间单元。比如session超时：N*tickTime.
2、initLimit:用于集群，允许从节点连接并同步到 master节点的初始化连接时间，以tickTime 的倍数来表示.
3、syncLimit:用于集群， master主节点与 从节点 之间发送消息，请求和应答 时间长度（心跳机制）
4、dataDir:必须配置。
5、dataLogDir:日志目录。
6、clientPort：连接服务器的端口，默认2181

4:基本数据类型

1、是一个树型结构，类似前端开发中的tree.js组件。
2、每个节点称之为znode,它可以有子节点，也可以有数据。
3、每个节点分为临时节点和永久节点，临时节点会在客户端断开后消失。
4、每个zk节点都各自的版本号，可以通过命令行来显示节点信息。
5、每个节点数据发生变化，那么节点的版本号会累加(乐观锁)。
6、删除、修改过期节点，版本号不匹配则会报错。
6、每个zk节点存储的数据不宜过大，几K即可。
7、节点可以设置acl,可以通过权限来控制用户的访问

5:Linux的ZK客户端命令行学习：

./zkCli.sh可以启动客户端，使用help命令查看命令详解，使用Ctrl+C可以退出客户端：

zkCli.sh -server [ip]:[port] 连接zk

查看服务器状态

zkServer.sh status
启停服务器
zkServer.sh start

ZooKeeper -server host:port cmd args

stat path [watch] //stat命令用于查看节点的状态信息

set path data [version] //set命令用于设置节点的数据

ls path [watch] //ls命令用于获取路径下的节点信息，注意路径为绝对路径

delquota [-n|-b] path //delquota命令用于删除配额，-n为子节点个数，-b为节点数据长度

ls2 path [watch] //ls2命令是ls命令的增强版，比ls命令多输出本节点信息

setAcl path acl //　setAcl命令用于设置节点Acl,Acl由三部分构成：1为scheme，2为user，3为permission，一般情况下表示为scheme:id:permissions

setquota -n|-b val path //setquota命令用于设置节点个数以及数据长度的配额

history //history用于列出最近的命令历史，可以和redo配合使用

redo cmdno //redo命令用于再次执行某个命令

printwatches on|off //printWatchers命令用于设置和显示监视状态，值为on或则off

delete path [version] //delete命令用于删除节点，如delete /nodeDelete

sync path //sync命令用于强制同步，由于请求在半数以上的zk server上生效就表示此请求生效，那么就会有一些zk server上的数据是旧的。sync命令就是强制同步所有的更新操作。

listquota path //查看指定znode的配额

rmr path //递归删除

get path [watch] //get命令用于获取节点的信息，注意节点的路径必须是以/开头的绝对路径。如get /

create [-s] [-e] path data acl //create命令用于创建节点，其中-s为顺序充点，-e临时节点

addauth scheme auth //addauth命令用于节点认证，使用方式：如addauth digest username:password

quit //退出客户端

getAcl path //获取节点的Acl，如getAcl /node1

close //close命令用于关闭与服务端的链接

connect host:port //连接zk服务端，与close命令配合使用可以连接或者断开zk服务端

返回信息的具体含义：

cZxid = 0x0 //节点创建时的zxid

ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970 //节点创建时间

mZxid = 0x0 //节点最近一次更新时的zxid

mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970 //节点最近一次更新的时间

pZxid = 0x2c //子节点的id

cversion = 10 //子节点数据更新次数

dataVersion = 0 //本节点数据更新次数

aclVersion = 0 //节点ACL(授权信息)的更新次数

ephemeralOwner = 0x0 //如果该节点为临时节点,ephemeralOwner值表示与该节点绑定的session id. 如果该节点不是临时节点,ephemeralOwner值为0

dataLength = 0 //节点数据长度，本例中为hello world的长度

numChildren = 10 //子节点个数

6:zk的作用体现：

1、master节点选举，主节点挂了以后，从节点就会接手工作，并且保证这个节点是唯一的，这也就是所谓的首脑模式，从而保证我们的集群是高可用的。

2、统一配置文件管理，即只需要部署一台服务器，则可以把相同的配置文件同步更新到其他所有服务器，此操作在云计算的特别多。

3、发布与订阅，类似消息队列MQ（amq,rmq）,dubbo发布者把数据存在znode上，订阅者会读取这个数据。

4、提供分布式锁，分布式环境中不同进程之间争夺资源，类似多线程中的锁。

5、集群管理，集群中保证数据的强一致性。

7::Zookeeper-watcher机制

1、针对每个节点的操作，都会有一个监督者->wathcer。
2、当监控的某个对象(znode)发生了变化。则触发wathcer事件。
3、zk中的wathcer是一次性的，触发后立即销毁。
4、父节点、子节点 增删改查都能够触发其wathcer
5、针对不同类型的操作，触发的wathcer事件是不同的。子节点的创建事件，子节点的删除事件，子节点数据变化事件
6、ls 为父节点设置watcher,创建子节点触发：NodeChildChanged
7、ls 为父节点设置watcher，删除子节点触发：NodeChildChanged
8、ls 为父节点设置watcher，修改子节点不触发事件

get和stat的watch机制都是把当前节点作为父节点的

8：Apache Curator客户端的使用

需要依赖一下

<dependency>
   <groupId>org.apache.curator</groupId>
   <artifactId>curator-framework</artifactId>
   <version>4.0.0</version>
</dependency>

<dependency>
   <groupId>org.apache.curator</groupId>
   <artifactId>curator-recipes</artifactId>
   <version>4.0.0</version>
</dependency>

<dependency>
   <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
   <artifactId>zookeeper</artifactId>
</dependency>

public class CuratorOperator {

   public CuratorFramework client = null;
   public static final String zkServerPath = "192.168.1.110:2181";

   /**
    * 实例化zk客户端
    */
   public CuratorOperator() {
      /**
       * 同步创建zk示例，原生api是异步的
       * 
       * curator链接zookeeper的策略:ExponentialBackoffRetry
       * baseSleepTimeMs：初始sleep的时间
       * maxRetries：最大重试次数
       * maxSleepMs：最大重试时间
       */
//    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 5);

      /**
       * curator链接zookeeper的策略:RetryNTimes
       * n：重试的次数
       * sleepMsBetweenRetries：每次重试间隔的时间
       */
      RetryPolicy retryPolicy = new RetryNTimes(3, 5000);

      /**
       * curator链接zookeeper的策略:RetryOneTime
       * sleepMsBetweenRetry:每次重试间隔的时间
       */
//    RetryPolicy retryPolicy2 = new RetryOneTime(3000);

      /**
       * 永远重试，不推荐使用
       */
//    RetryPolicy retryPolicy3 = new RetryForever(retryIntervalMs)

      /**
       * curator链接zookeeper的策略:RetryUntilElapsed
       * maxElapsedTimeMs:最大重试时间
       * sleepMsBetweenRetries:每次重试间隔
       * 重试时间超过maxElapsedTimeMs后，就不再重试
       */
//    RetryPolicy retryPolicy4 = new RetryUntilElapsed(2000, 3000);

      client = CuratorFrameworkFactory.builder()
            .connectString(zkServerPath)
            .sessionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy)
            .namespace("workspace").build();
      client.start();
   }

   /**
    * 
    * @Description: 关闭zk客户端连接
    */
   public void closeZKClient() {
      if (client != null) {
         this.client.close();
      }
   }

   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 实例化
      CuratorOperator cto = new CuratorOperator();
      boolean isZkCuratorStarted = cto.client.isStarted();
      System.out.println("当前客户的状态：" + (isZkCuratorStarted ? "连接中" : "已关闭"));

      // 创建节点
      String nodePath = "/super/imooc";
      byte[] data = "superme".getBytes();
      cto.client.create().creatingParentsIfNeeded()
         .withMode(CreateMode.PERSISTENT)
         .withACL(Ids.OPEN_ACL_UNSAFE)
         .forPath(nodePath, data);

      // 更新节点数据
//    byte[] newData = "batman".getBytes();
//    cto.client.setData().withVersion(0).forPath(nodePath, newData);

      // 删除节点
//    cto.client.delete()
//            .guaranteed()                // 如果删除失败，那么在后端还是继续会删除，直到成功
//            .deletingChildrenIfNeeded()  // 如果有子节点，就删除
//            .withVersion(0)
//            .forPath(nodePath);
      不会删除workspace

      // 读取节点数据
//    Stat stat = new Stat();
//    byte[] data = cto.client.getData().storingStatIn(stat).forPath(nodePath);
//    System.out.println("节点" + nodePath + "的数据为: " + new String(data));
//    System.out.println("该节点的版本号为: " + stat.getVersion());

      // 查询子节点
//    List<String> childNodes = cto.client.getChildren()
//                               .forPath(nodePath);
//    System.out.println("开始打印子节点：");
//    for (String s : childNodes) {
//       System.out.println(s);
//    }
            不会打印workspace

      // 判断节点是否存在,如果不存在则为空
//    Stat statExist = cto.client.checkExists().forPath(nodePath + "/abc");
//    System.out.println(statExist);

      // watcher 事件  当使用usingWatcher的时候，监听只会触发一次，监听完毕后就销毁
//    cto.client.getData().usingWatcher(new MyCuratorWatcher()).forPath(nodePath);
//    cto.client.getData().usingWatcher(new MyWatcher()).forPath(nodePath);

      // 为节点添加watcher
      // NodeCache: 监听数据节点的变更，会触发事件
//    final NodeCache nodeCache = new NodeCache(cto.client, nodePath);
//    // buildInitial : 初始化的时候获取node的值并且缓存
//    nodeCache.start(true);
//    if (nodeCache.getCurrentData() != null) {
//       System.out.println("节点初始化数据为：" + new String(nodeCache.getCurrentData().getData()));
//    } else {
//       System.out.println("节点初始化数据为空...");
//    }
//    nodeCache.getListenable().addListener(new NodeCacheListener() {
//       public void nodeChanged() throws Exception {
//          if (nodeCache.getCurrentData() == null) {
//             System.out.println("空");
//             return;
//          }
//          String data = new String(nodeCache.getCurrentData().getData());
//          System.out.println("节点路径：" + nodeCache.getCurrentData().getPath() + "数据：" + data);
//       }
//    });

      // 为子节点添加watcher
      // PathChildrenCache: 监听数据节点的增删改，会触发事件
      String childNodePathCache =  nodePath;
      // cacheData: 设置缓存节点的数据状态
      final PathChildrenCache childrenCache = new PathChildrenCache(cto.client, childNodePathCache, true);
      /**
       * StartMode: 初始化方式
       * POST_INITIALIZED_EVENT：异步初始化，初始化之后会触发事件
       * NORMAL：异步初始化
       * BUILD_INITIAL_CACHE：同步初始化
       */
      childrenCache.start(StartMode.POST_INITIALIZED_EVENT);

      List<ChildData> childDataList = childrenCache.getCurrentData();
      System.out.println("当前数据节点的子节点数据列表：");
      for (ChildData cd : childDataList) {
         String childData = new String(cd.getData());
         System.out.println(childData);
      }

      childrenCache.getListenable().addListener(new PathChildrenCacheListener() {
         public void childEvent(CuratorFramework client, PathChildrenCacheEvent event) throws Exception {
            if(event.getType().equals(PathChildrenCacheEvent.Type.INITIALIZED)){
               System.out.println("子节点初始化ok...");
            }

            else if(event.getType().equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_ADDED)){
               String path = event.getData().getPath();
               if (path.equals(ADD_PATH)) {
                  System.out.println("添加子节点:" + event.getData().getPath());
                  System.out.println("子节点数据:" + new String(event.getData().getData()));
               } else if (path.equals("/super/imooc/e")) {
                  System.out.println("添加不正确...");
               }

            }else if(event.getType().equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_REMOVED)){
               System.out.println("删除子节点:" + event.getData().getPath());
            }else if(event.getType().equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_UPDATED)){
               System.out.println("修改子节点路径:" + event.getData().getPath());
               System.out.println("修改子节点数据:" + new String(event.getData().getData()));
            }
         }
      });

      Thread.sleep(100000);

      cto.closeZKClient();
      boolean isZkCuratorStarted2 = cto.client.isStarted();
      System.out.println("当前客户的状态：" + (isZkCuratorStarted2 ? "连接中" : "已关闭"));
   }

   public final static String ADD_PATH = "/super/imooc/d";

}

public class MyCuratorWatcher implements CuratorWatcher {

   @Override
   public void process(WatchedEvent event) throws Exception {
      System.out.println("触发watcher，节点路径为：" + event.getPath());
   }

}

public class MyWatcher implements Watcher {

   @Override
   public void process(WatchedEvent event) {
      System.out.println("触发watcher，节点路径为：" + event.getPath());
   }
}

9:zk设置配置文件

public class Client1 {

   public CuratorFramework client = null;
   public static final String zkServerPath = "192.168.1.110:2181";

   public Client1() {
      RetryPolicy retryPolicy = new RetryNTimes(3, 5000);
      client = CuratorFrameworkFactory.builder()
            .connectString(zkServerPath)
            .sessionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy)
            .namespace("workspace").build();
      client.start();
   }

   public void closeZKClient() {
      if (client != null) {
         this.client.close();
      }
   }

// public final static String CONFIG_NODE = "/super/imooc/redis-config";
   public final static String CONFIG_NODE_PATH = "/super/imooc";
   public final static String SUB_PATH = "/redis-config";
   public static CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(1);

   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Client1 cto = new Client1();
      System.out.println("client1 启动成功...");

      final PathChildrenCache childrenCache = new PathChildrenCache(cto.client, CONFIG_NODE_PATH, true);
      childrenCache.start(StartMode.BUILD_INITIAL_CACHE);

      // 添加监听事件
      childrenCache.getListenable().addListener(new PathChildrenCacheListener() {
         public void childEvent(CuratorFramework client, PathChildrenCacheEvent event) throws Exception {
            // 监听节点变化
            if(event.getType().equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_UPDATED)){
               String configNodePath = event.getData().getPath();
               if (configNodePath.equals(CONFIG_NODE_PATH + SUB_PATH)) {
                  System.out.println("监听到配置发生变化，节点路径为:" + configNodePath);

                  // 读取节点数据
                  String jsonConfig = new String(event.getData().getData());
                  System.out.println("节点" + CONFIG_NODE_PATH + "的数据为: " + jsonConfig);

                  // 从json转换配置
                  RedisConfig redisConfig = null;
                  if (StringUtils.isNotBlank(jsonConfig)) {
                     redisConfig = JsonUtils.jsonToPojo(jsonConfig, RedisConfig.class);
                  }

                  // 配置不为空则进行相应操作
                  if (redisConfig != null) {
                     String type = redisConfig.getType();
                     String url = redisConfig.getUrl();
                     String remark = redisConfig.getRemark();
                     // 判断事件
                     if (type.equals("add")) {
                        System.out.println("监听到新增的配置，准备下载...");
                        // ... 连接ftp服务器，根据url找到相应的配置
                        Thread.sleep(500);
                        System.out.println("开始下载新的配置文件，下载路径为<" + url + ">");
                        // ... 下载配置到你指定的目录
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println("下载成功，已经添加到项目中");
                        // ... 拷贝文件到项目目录
                     } else if (type.equals("update")) {
                        System.out.println("监听到更新的配置，准备下载...");
                        // ... 连接ftp服务器，根据url找到相应的配置
                        Thread.sleep(500);
                        System.out.println("开始下载配置文件，下载路径为<" + url + ">");
                        // ... 下载配置到你指定的目录
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println("下载成功...");
                        System.out.println("删除项目中原配置文件...");
                        Thread.sleep(100);
                        // ... 删除原文件
                        System.out.println("拷贝配置文件到项目目录...");
                        // ... 拷贝文件到项目目录
                     } else if (type.equals("delete")) {
                        System.out.println("监听到需要删除配置");
                        System.out.println("删除项目中原配置文件...");
                     }

                     // TODO 视情况统一重启服务
                  }
               }
            }
         }
      });

      countDown.await();

      cto.closeZKClient();
   }

}

public class RedisConfig {

   private String type;   // add 新增配置    update 更新配置    delete 删除配置
   private String url;       // 如果是add或update，则提供下载地址
   private String remark; // 备注

   public String getType() {
      return type;
   }
   public void setType(String type) {
      this.type = type;
   }
   public String getUrl() {
      return url;
   }
   public void setUrl(String url) {
      this.url = url;
   }
   public String getRemark() {
      return remark;
   }
   public void setRemark(String remark) {
      this.remark = remark;
   }
}
RedisConfig.json相关代码

{"type":"add","url":"ftp://192.168.10.123/config/redis.xml","remark":"add"}
{"type":"update","url":"ftp://192.168.10.123/config/redis.xml","remark":"update"}
{"type":"delete","url":"","remark":"delete"}

10:zookeeper集群搭建

	zk集群, 主从节点, 心跳机制(选举模式)

	zookeeper集群搭建注意点:
	在dataDir创建并配置数据文件 myid 内容为1/2/3 对应 server.1/2/3
	通过 ./zkCli.sh -server [ip]:[port] 检测集群是否配置成功
	例:
		修改conf文件夹下的zoo.cfg文件加入:
			server.1=192.168.56.105:2888:3888
			server.2=192.168.56.105:2889:3889
			server.3=192.168.56.105:2890:3890
		再到dataDir里添加myid文件内容为1, 第二台集群则myid配置为2

11:ZooKeeper原生Java API的不足之处：

• 在连接zk超时的时候，不支持自动重连，需要手动操作
• Watch注册一次就会失效，需要反复注册
• 不支持递归创建节点

Apache curator：

• Apache 的开源项目
• 解决Watch注册一次就会失效的问题
• 提供的 API 更加简单易用
• 提供更多解决方案并且实现简单，例如：分布式锁
• 提供常用的ZooKeeper工具类
• 编程风格更舒服，

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