ZooKeeper 入门

0 介绍

官网：http://zookeeper.apache.org/

ZooKeeper是Hadoop的正式子项目，它是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统，提供的功能包括：配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等。ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

ZooKeeper代码版本中，提供了分布式独享锁、选举、队列的接口，代码在zookeeper-x.x.xsrc ecipes。其中分布锁和队列有Java和C两个版本，选举只有Java版本。

ZooKeeper是可以集群复制的，集群间通过Zab（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议来保持数据的一致性。

原理：http://cailin.iteye.com/blog/2014486/

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1 安装

1.1 前提

需配置Java运行环境

1.2 下载

http://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper

https://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.10/zookeeper-3.4.10.tar.gz

1.3 解压

解压到自己想要的目录即可

1.4 配置

可通过复制conf/zoo_sample.cfg文件，命名为zoo.cfg，然后进行修改。

示例

# ZooKeeper 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。
tickTime=2000

# 投票选举新leader的初始化时间
initLimit=10

# 集群中的follower服务器与leader服务器之间请求和应答之间能容忍的最多心跳数（tickTime的数量）
syncLimit=5

# 保存数据的目录
dataDir=D:\zookeeper\data
#保存日志文件的目录
dataLogDir=D:\zookeeper\log

# 客户端启动端口
clientPort=2181

1.5 运行

双击bin/zkServer.cmd启动ZooKeeper启动服务端。

binzkCli.cmd -server 127.0.0.1:2181启动客户端操作。

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2 结构

ZooKeeper的核心类似一个精简的文件系统，提供一些简单的操作和一些附件的抽象（例如，znode的排序与watch）。

有4种节点类型

类型	说明
持久节点（PERSISTENT）	节点创建后，就一直存在，直到有删除操作来主动清除这个节点
持久顺序节点（PERSISTENT_SEQUENTIAL）	持久化节点，每个父节点会为他的第一级子节点维护一个单调增数
临时节点（EPHEMERAL）	临时节点的生命周期和客户端会话绑定。也就是说，如果客户端会话失效，那么这个节点就会自动被清除掉。
临时顺序节点（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）	临时节点，每个父节点会为他的第一级子节点维护一个单调增数，可用于实现分布式锁

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3 常用命令

• help：查看可执行的命令
• quit：退出客户端
• ls：查看某个节点下的数据
• create：在某个节点下创建子节点
• delete：删除子节点
• rmr：删除路径
• get：获取节点数据
• set：设置节点数据

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4 在Java中进行使用

导入相应的jar包，这里使用Maven进行jar包的管理，如下配置

<zookeeper.version>3.4.10</zookeeper.version>
<zkclient.version>0.10</zkclient.version>

<dependency>
	<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
	<artifactId>zookeeper</artifactId>
	<version>${zookeeper.version}</version>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>com.101tec</groupId>
	<artifactId>zkclient</artifactId>
	<version>${zkclient.version}</version>
</dependency>

org.apache.zookeeper.ZooKeeper的使用

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

public class ZooKeeperTest {
	private static final String ZK_CONNECT_URL = "127.0.0.1:2181";
	private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
	
	// 这里直接抛出Exception，实际项目中需要自行捕获异常
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper(ZK_CONNECT_URL, SESSION_TIMEOUT, null);
		// 设置监听器
		zooKeeper.register(new ZkWatcher(zooKeeper, "/root"));
		
		// 创建root节点，其包含的数据为“root data”，设置访问权限为所有人均可访问，创建模式为持久化节点
		zooKeeper.create("/root", "root data".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
		
		// 设置节点内容，-1无视版本，如果版本与服务器上版本不一致则抛出异常
		zooKeeper.setData("/root", "new data".getBytes(), -1);
		
		// 获取节点内容
		Stat stat = new Stat();
		System.out.println(new String(zooKeeper.getData("/root", false, stat)));

		// 创建子节点
		zooKeeper.create("/root/child", "child".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
		
		// 删除节点，必须先删除子节点才能删除根节点，不然会报错
		zooKeeper.delete("/root/child", -1);
		zooKeeper.delete("/root", -1);
	}
	
	// 节点监听器
	private static class ZkWatcher implements Watcher {
		private ZooKeeper zooKeeper;
		private String path;
		
		public ZkWatcher(ZooKeeper zooKeeper, String path) {
			this.zooKeeper = zooKeeper;
			this.path = path;
		}
		
		@Override
		public void process(WatchedEvent event) {
			System.out.println("watcher:" + event.getType());
			// 由于Watcher的监听只能是一次性，所以需要这样处理，或者改用ZkClient进行实现
			try {
				zooKeeper.exists(path, true);
			} catch (KeeperException e) {
				e.printStackTrace();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

}

org.I0Itec.zkclient.ZkClient的使用

import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;

public class ZkClientTest {
	private static final String ZK_CONNECT_URL = "127.0.0.1:2181";
	private static final String PATH = "/zkclient";
	
	public static void main(String[] args) {
		ZkClient zkClient = new ZkClient(ZK_CONNECT_URL);
		
		zkClient.subscribeDataChanges(PATH, new IZkDataListener() {
			
			@Override
			public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
				System.out.println("handleDataDeleted dataPath:" + dataPath);
			}
			
			@Override
			public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception {
				System.out.println("handleDataChange dataPath:" + dataPath + " data:" + data);
				
			}
		});
		
		// 创建节点
		zkClient.create(PATH, "Hello", CreateMode.PERSISTENT);
		
		// 设置节点数据
		zkClient.writeData(PATH, "new");
		
		// 获取数据
		System.out.println(zkClient.readData(PATH));
		
		// 创建子节点
		zkClient.create(PATH + "/child", "child", CreateMode.PERSISTENT);
		
		// 获取子节点信息
		System.out.println(zkClient.getChildren(PATH));
		
		// 删除节点
		zkClient.delete(PATH + "/child");
		zkClient.delete(PATH);
	}

}

参考资料

• http://zookeeper.apache.org/
• http://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.10/api/index.html
• http://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.10/zookeeperStarted.html
• 陈康贤的《大型分布式网站架构设计与实践》