Zookeeper介绍

1、概要

　　ZooKeeper是用于分布式应用程序的协调服务。它公开了一组简单的API，分布式应用程序可以基于这些API用于同步，节点状态、配置等信息、服务注册等信息。其由JAVA编写，支持JAVA 和C两种语言的客户端。

　　zookeeper 中数据基本单元叫节点，节点之下可包含子节点，最后以树级方式呈现。每个节点拥有唯一的路径path。客户端基于PATH上传节点数据，zookeeper 收到后会实时通知对该路径进行监听的客户端。

　　Zookeeper官网地址：https://zookeeper.apache.org/releases.html#download

2、下载安装及配置

由于 Zookeeper 是Java编写的，在安装 Zookeeper 之前先要安装 JDK。

2.1 下载

JDK8下载地址：https://www.oracle.com/java/technologies/javase/javase-jdk8-downloads.html

Zookeeper下载地址：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/

• apache-zookeeper-xxx-tar.gz 代表源代码
• apache-zookeeper-xxx-bin.tar.gz 运行版本

2.2 安装

 安装一个稳定版本： 3.5.8：

#下载
wget https://mirrors.bfsu.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.5.8/apache-zookeeper-3.5.8-bin.tar.gz

#解压
tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.8-bin.tar.gz

#建立软链接：
ln -s apache-zookeeper-3.5.8-bin zk

#拷贝默认配置
cp  zk/conf/zoo_sample.cfg  zk/conf/zoo.cfg

#启动Zookeeper
./zk/bin/zkServer.sh start 

　　

说明：

（1）Linux 系统启动Zookeeper运行 zkServer.sh 脚本； Windows启动Zookeeper运行 zkServer.cmd 脚本。

（2）在Linux下可以指定启动指定的配置文件去启动：

./zk/bin/zkServer.sh start zoo_my.cfg

（3）运行 ./zk/bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181 可以进入到 Zookeeper 的客户端：　

2.3 配置文件

# zookeeper时间配置中的基本单位 (毫秒)
tickTime=2000
# 允许follower初始化连接到leader最大时长，它表示tickTime时间倍数即:initLimit*tickTime
initLimit=10
# 允许follower与leader数据同步最大时长,它表示tickTime时间倍数 
syncLimit=5
# zookeper 数据存储目录
dataDir=/tmp/zookeeper
# 对客户端提供的端口号
clientPort=2181
# 单个客户端与zookeeper最大并发连接数
maxClientCnxns=60
# 保存的数据快照数量，之外的将会被清除
autopurge.snapRetainCount=3
# 自动触发清除任务时间间隔，小时为单位。默认为0，表示不自动清除。
autopurge.purgeInterval=1

2.4 客户端命令

基本命令列表

#创建节点
create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]

#删除节点，(不能存在子节点）
delete [-v version] path

#删除路径及所有子节点
deleteall path

#设置节点限额; -n 子节点数 -b 字节数
setquota -n|-b val path

#查看节点限额
listquota path

#删除节点限额
delquota [-n|-b] path

#查看节点数据; -s 包含节点状态 -w 添加监听 
get [-s] [-w] path

getAcl [-s] path

#列出子节点 -s状态 -R 递归查看所有子节点 -w 添加监听
ls [-s] [-w] [-R] path

#是否打印监听事件
printwatches on|off

#退出客户端
quit 

#查看执行的历史记录
history 

#重复 执行命令，history 中命令编号确定
redo cmdno

#删除指定监听
removewatches path [-c|-d|-a] [-l]

#设置值
set [-s] [-v version] path data

#为节点设置ACL权限
setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl

#查看节点状态 -w 添加监听
stat [-w] path

#强制同步节点
sync path

node数据的增删改查

# 列出子节点 
ls /

#创建节点
create /test "test is good man"

# 查看节点
get /test

# 创建子节点 
create /test/sex "man"

# 删除节点
delete /test/sex

# 删除所有节点 包括子节点
deleteall /test

3. Zookeeper节点介绍　

zookeeper 中节点叫 znode， 存储结构上跟文件系统类似，以树级结构进行存储。不同之外在于znode没有目录的概念，不能执行类似cd之类的命令。

znode结构包含如下：

• path:唯一路径 
• childNode：子节点
• stat:状态属性
• type:节点类型 

知识点：

• 节点类型
• 节点的监听(watch)
• 节点属性说明(stat)
• 权限设置(acl)

3.1 节点类型

类型	描述
PERSISTENT	持久节点
PERSISTENT_SEQUENTIAL	持久序号节点
EPHEMERAL	临时节点(不可在拥有子节点)
EPHEMERAL_SEQUENTIAL	临时序号节点(不可在拥有子节点)

 3.1.1 PERSISTENT（持久节点）

持久化保存的节点，也是默认创建的

#默认创建的就是持久节点
create /test

3.1.2 PERSISTENT_SEQUENTIAL(持久序号节点)

创建时zookeeper 会在路径上加上序号作为后缀。非常适合用于分布式锁、分布式选举等场景。创建时添加 -s 参数即可。 

#创建序号节点
create -s /test
#返回创建的实际路径
Created /test0000000001

create -s /test
#返回创建的实际路径2
Created /test0000000002

3.1.3 EPHEMERAL（临时节点）

临时节点会在客户端会话断开后自动删除。适用于心跳，服务发现等场景。创建时添加参数-e 即可。

#创建临时节点， 断开会话 在连接将会自动删除
create -e /temp

3.1.4 EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时序号节点）

与持久序号节点类似，不同之处在于EPHEMERAL_SEQUENTIAL是临时的会在会话断开后删除。创建时添加 -e -s 

create -e -s /temp/seq

注意：持久节点的子节点可以是临时节点；临时节点的自节点不可以是持久节点；

3.2 节点属性　　

# 查看节点属性
stat /china/beijing

　　

属性说明：

#创建节点的事务ID
cZxid = 0x385

#创建时间
ctime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019

#修改节点的事务ID
mZxid = 0x385

#最后修改时间
mtime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019

# 子节点的增加或删除的事物ID
pZxid = 0x385

#这表示对此znode的子节点进行的增加或删除的次数，变更一次加1
cversion = 0

# 数据版本，变更次数
dataVersion = 0

#权限版本，变更次数
aclVersion = 0

#临时节点所属会话ID；若为 0x0，则不是临时节点；
ephemeralOwner = 0x0

#数据长度
dataLength = 17

#子节点数(不包括子子节点)
numChildren = 0

3.3 节点的监听

客户添加 -w 参数可实时监听节点与子节点的变化，并且实时收到通知。非常适用保障分布式情况下的数据一至性。其使用方式如下：

命令	描述
ls -w path	监听子节点的变化（增，删）
get -w path	监听节点数据的变化
stat -w path	监听节点属性的变化
printwatches on|off	触发监听后，是否打印监听事件(默认on)

监听是一次性的，一旦触发过一次之后就过期了，需要再重新添加监听；

3.4 acl权限设置

　　ACL全称为Access Control List（访问控制列表），用于控制资源的访问权限。ZooKeeper使用ACL来控制对其znode的防问。基于scheme:id:permission 的方式进行权限控制。scheme表示授权模式、id模式对应值、permission即具体的增删改权限位。

scheme:认证模型

方案	描述
world	开放模式，world表示全世界都可以访问（这是默认设置）
ip	ip模式，限定客户端IP防问
auth	用户密码认证模式，只有在会话中添加了认证才可以防问
digest	与auth类似，区别在于auth用明文密码，而digest 用sha-1+base64加密后的密码。在实际使用中digest 更常见。

permission权限位

权限位	权限	描述
c	CREATE	可以创建子节点
d	DELETE	可以删除子节点（仅下一级节点）
r	READ	可以读取节点数据及显示子节点列表
w	WRITE	可以设置节点数据
a	ADMIN	可以设置节点访问控制列表权限

acl 相关命令：

命令	使用方式	描述
getAcl	getAcl <path>	读取ACL权限
setAcl	setAcl <path> <acl>	设置ACL权限
addauth	addauth <scheme> <auth>	添加认证用户

3.4.1 world 权限示例

 语法： setAcl <path> world:anyone:<权限位>

   　  

 　　将 /china 节点的权限修改为 rwa，创建和删除其子节点的时候报错：Authentication is not valid；如下所示：

　　

3.4.2 IP 权限示例

语法： setAcl <path> ip:<ip地址|地址段>:<权限位>

 使用 ./zkCli.sh -server 192.168.172.20:2181 登录到客户端，然后去创建 /china 的子节点报错：

3.4.3 auth 权限示例

 语法：

 （1）setAcl <path> auth:<用户名>:<密码>:<权限位>

 （2）addauth digest <用户名>:<密码>

3.4.4 digest 权限示例

语法：

（1）setAcl <path> digest :<用户名>:<密钥>:<权限位>

（2）addauth digest <用户名>:<密码>

注1：密钥 通过sha1与base64组合加密码生成，可通过以下命令生成:

echo -n <用户名>:<密码> | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64

注2：为节点设置digest 权限后，访问前必须执行addauth，当前会话才可以防问。

设置 digest 权限（密码使用密文）

setAcl /china digest:zkuser:mmULIPSlO8/z2/9dx3Mjn6N5Tf8=:cdrw

设置完成之后再去查看节点，报错没有权限查看，如下：

 给当前会话添加认证后再去查看（密码使用明文）

addauth digest zkuser:zkpass

 注意：权限仅对当前节点有效，不会让子节点继承。如限制了IP防问A节点，但不妨碍该IP防问A的子节点 /A/B。