分布式调度——zookeeper

分布式调度——zookeeper

一、为什么需要zookeeper

• 大部分分布式应用需要一个主控、协调器或控制器来管理物理分子的子进程（如资源、任务分配等）
• 大部分应用需要开发私有的协调程序，缺乏一个通用的机制
• 协调程序的反复编写浪费，且难以形成通用、伸缩性好的协调器
• 协调服务

二、zookeeper简介

1、zookeeper是什么

• zookeeper是Google的Chubby一个开源的实现，是开源的分布式协调服务
• 它包含一个简单的原语集，分布式应用程序可以基于它实现同步服务，配置维护和命名服务等
• zookeeper是一个高性能的分布式数据一致性解决方案，它将那些复杂的，容易出错的分布式一致性服务封装起来，构成一个高效可靠的原语集，并提供一系列简单易用的接口给用户使用
• 它的架构图：

2、zookeeper能帮我们做什么

• 分布式系统协调：多个节点一起完成一个动作
  • 集群管理
  • 选主
  • 分布式
• 负载均衡，一般不使用它

3、zookeeper的数据模型

• 层次化的目录结构，命名符合常规文件系统规范
• 每个节点在zookeeper中叫做znode，并且其有一个唯一的路径标识
• znode中的数据可以有多个版本，比如某一个路径下存有多个数据版本，那么查询这个路径下的数据就需要带上版本
• 节点不支持部分读写，而是一次性完整读写

4、zookeeper的下载地址

• l 网址：http://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/
• Linux版：链接: https://pan.baidu.com/s/1W40G2-WM0KUIBpvc2Y2u5A 密码: 7trt

三、zookeeper基本概念

1、集群角色

2、zookeeper节点类型

• persistent：persistent节点不和特定的session绑定，不会随着创建该节点的session的结束而消失，而是一直存在，除非该节点被显式删除
• ephemeral：ephemeral节点是临时性的，如果创建该节点的session结束了，该节点就会被自动删除，ephemeral节点不能拥有子节点，虽然ephemeral节点与创建它的session绑定，但只要该节点没有被删除，其他session就可以读写该节点中关联的数据，使用-e参数指定创建ephemeral节点
• sequence：严格的说，sequence并非节点类型中的一种，sequence节点既可以是ephemeral的，也可以是persistent的，创建sequence节点时，zookeeper server会在指定的节点名称后加上一个数字序列，该数字序列是递增的，因此可以多次创建相同的sequence节点，而得到不同的节点，使用-s参数指定创建sequence节点

3、版本

• Version：当前Znode的版本
• Cversion：当前Znode的子节点的版本
• Aversion：当前Znode的ACL（访问控制）版本

4、watcher

• 作用于Znode节点
• watcher设置后，一旦触发一次就会失效，如果需要一直监听，就需要再次注册
• 多种事件通知：数据更新，子节点状态等
• watcher会监控目录节点的数据变化以及子目录的变化，一旦发送改变，则通知所有设置在这个目录节点的watcher，从而做出相应的反应

5、zookeeper节点和配置常识

• zookeeper提高了创建、修改、删除节点的功能，如果父节点没有创建，子节点会创建失败。如果父节点还有子节点，父节点不可以删除
• zookeeper和客户端之间以socket形式进行双向通讯，客户端可以主动调用服务器，服务器也可以主动向客户端推送事件
• zookeeper的事件有传递机制，子节点的增删改触发的事件会向上层依次传播，所有的父节点都可以收到子节点的数据变更事件，所以层次太深、子节点太多会给服务器的事件系统带来压力，节点分配要做好周密的规划
• zookeeper的读性能随着节点数量的提示能不断增加，但是写性能会随着节点数量的增加而降低，所以节点的数量不宜太多，一般配置成3个或者5个就可以了

四、zookeeper的安装

1、单机版

环境准备：1台机器，1个zk

• 首先，验证本机是否有JDK环境

  [root@node01 ~]# java -version
  java version "1.8.0_102"
  Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_102-b14)
  Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.102-b14, mixed mode)
  

• 如果没有java环境，请参考https://www.cnblogs.com/ghh520/p/13239027.html进行安装

• 下载zookeeper安装包，链接: https://pan.baidu.com/s/12TrG2eaEhAyVHTGJM2BFJQ 密码: aaoo

• 移植到/usr/local目录下，进行解压

  [root@node01 local]# tar -zxvf zookeeper-3.4.9.tar.gz
  

• 在zookeeper-3.4.9目录下创建data文件夹，用户存放日志数据

  [root@node01 local]# cd zookeeper-3.4.9/
  [root@node01 zookeeper-3.4.9]# mkdir data
  

• 将配置文件复制

  [root@node01 zookeeper-3.4.9]# cd conf/
  [root@node01 conf]# cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
  [root@node01 conf]# ll
  总用量 16
  -rw-rw-r-- 1 1001 1001  535 8月  23 2016 configuration.xsl
  -rw-rw-r-- 1 1001 1001 2161 8月  23 2016 log4j.properties
  -rw-r--r-- 1 root root  940 4月  23 19:48 zoo.cfg
  -rw-rw-r-- 1 1001 1001  922 8月  23 2016 zoo_sample.cfg
  

• 修改数据目录为自己建的目录

  [root@node01 conf]# vi zoo.cfg
  
  dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.9/data/
  

  

• 启动和查看状态

  [root@node01 zookeeper-3.4.9]# cd bin/
  [root@node01 bin]# ./zkServer.sh start
  ZooKeeper JMX enabled by default
  Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
  Starting zookeeper ... STARTED
  [root@node01 bin]# ./zkServer.sh status
  ZooKeeper JMX enabled by default
  Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
  Mode: standalone
  

  

• 关闭zk

  [root@node01 bin]# ./zkServer.sh stop
  ZooKeeper JMX enabled by default
  Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
  Stopping zookeeper ... STOPPED
  

2、伪分布式

环境准备：1台机器，3个zk

• 先看一下，没有zookeeper在运行

  [root@node01 bin]# ps aux|grep zoo
  root       2602  0.0  0.0 112828   972 pts/0    S+   11:54   0:00 grep --color=auto zoo
  

• 将单机的，复制3份

  [root@node01 local]# cp -R zookeeper-3.4.9/ zookeeper01
  [root@node01 local]# cp -R zookeeper-3.4.9/ zookeeper02
  [root@node01 local]# cp -R zookeeper-3.4.9/ zookeeper03
  

• 3个zk分别写一个id

  [root@node01 local]# echo 1 >> zookeeper01/data/myid
  [root@node01 local]# echo 2 >> zookeeper02/data/myid
  [root@node01 local]# echo 3 >> zookeeper03/data/myid
  

• 分别修改3个配置文件zookeeper01、zookeeper02、zookeeper03，下面以zookeeper01举例修改：

  [root@node01 conf]# pwd
  /usr/local/zookeeper01/conf
  [root@node01 conf]# vi zoo.cfg
  

• 3个机器的端口和路径修改，端口要不同，3台分别为2181，2182，2183

  文件里修改ClientPort 2181
  

  

• 3台尾部都加上如下，注意修改IP

  文件里末尾加上：
  server.1=192.168.190.130:2881:3881
  server.2=192.168.190.130:2882:3882
  server.3=192.168.190.130:2883:3883
  

  

• 其余两台按照上面同样进行修改，3台配置完成之后，去启动

• 第一台启动，此时会报错，报错属于正常

  

• 第二台启动，角色选举正常

  

• 第三台启动，角色是跟随者

  

• 此时，再次查看第一台的状态是跟随者

  

• 可以将3台都分别关闭了

  

3、完全分布式

环境准备：3台机器，3个zk

• 首先，关闭防火墙

  [root@node01 conf]# systemctl status firewalld.service
  ● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
     Active: inactive (dead)
  

• 关闭selinux

  [root@node01 conf]# vi /etc/selinux/config
  

  

• 3台主机都起个主机名，分别为node01、node02、node03，其余两台也进行配置

  [root@node01 conf]# vi /etc/hostname 
  node01
  

• 配置映射，互相认识一下，加入一下内容，修改为自己的IP，其余两台同样进行配置

  [root@node01 conf]# vi /etc/hosts
  127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
  ::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
  192.30.253.113 github.com
  151.101.185.194 github.global.ssl.fastly.net
  172.16.45.131 node01
  
  172.16.45.132 node02
  
  172.16.45.133 node03
  

• 3台修改完都重启一下

  [root@node01 conf]# reboot
  

• 还可以配置个SSH免密登录

  • 第一台机器，生成密钥，一路回车

    [root@node01 conf]# ssh-keygen -t rsa
    

  • 在第一台机器中，把密钥传送给3台机器

    [root@node01 conf]# ssh-copy-id node01
    [root@node01 conf]# ssh-copy-id node02
    [root@node01 conf]# ssh-copy-id node03
    

• 开始做完全分布式：

  • 如果做了前面的伪分布式，请先删除那3分单机的，再重新复制3分单机的

  • 给3台分别写入id

  • 3台修改路径，不需要修改clientPort

  • 3台文件最后都加上一下内容

    server.1=node01:2888:3888
    server.2=node02:2888:3888
    server.3=node03:2888:3888
    

  • 第一台机器，将配好的另外2个zk，传给另外2台机器

    scp -r /usr/local/zookeeper02/ root@node02:/usr/local/zookeeper02
    scp -r /usr/local/zookeeper03/ root@node03:/usr/local/zookeeper03
    

    

  • 3台分别启动和查看状态，1主2从

五、zookeeper详解

1、解压后目录结构

2、配置文件

3、运行脚本

直接运行zkCli.sh是连接自己的客户端，也可以连接其他机器客户端,如下:

[root@node01 bin]# ./zkCli.sh -server node03:2181

4、命令行操作

• help

• ls path [watch]

• create [-s] [-e] path data acl

• get path [watch]

• set path data [version]

• delete path [version]

• stat path [watch]

• setAcl path

• 例如：

  可以创建目录，写内容

  可以监听到目录的变化