這篇文章主要講解了“ZooKeeper的架構(gòu)由什么組成”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“ZooKeeper的架構(gòu)由什么組成”吧！

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1. Zookeeper簡介

1.1 Zookeeper是什么？

Zookeeper 是一個分布式協(xié)調(diào)服務(wù)的開源框架。 主要用來解決分布式集群中應(yīng)用系統(tǒng)的一致性問題，
例如怎樣避免同時操作同一數(shù)據(jù)造成臟讀的問題。分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存在一致性的問題！！
* ZooKeeper 本質(zhì)上是一個分布式的小文件存儲系統(tǒng)。 提供基于類似于文件系統(tǒng)的目錄樹方式的數(shù)
據(jù)存儲，并且可以對樹中的節(jié)點進行有效管理。
* ZooKeeper 提供給客戶端監(jiān)控存儲在zk內(nèi)部數(shù)據(jù)的功能，從而可以達到基于數(shù)據(jù)的集群管理。 諸
如： 統(tǒng)一命名服務(wù)(dubbo)、分布式配置管理(solr的配置集中管理)、分布式消息隊列
（sub/pub）、分布式鎖、分布式協(xié)調(diào)等功能。

1.2 zookeeper的架構(gòu)組成

Leader

• Zookeeper 集群工作的核心角色

• 集群內(nèi)部各個服務(wù)器的調(diào)度者。

• 事務(wù)請求（寫操作） 的唯一調(diào)度和處理者，保證集群事務(wù)處理的順序性；對于 create， setData， delete 等有寫操作的請求，則需要統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)給leader 處理， leader 需要決定編號、執(zhí) 行操作，這個過程稱為一個事務(wù)。

Follower

• 處理客戶端非事務(wù)（讀操作） 請求，

• 轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)請求給 Leader；

• 參與集群 Leader 選舉投票 2n-1臺可以做集群投票。 此外，針對訪問量比較大的 zookeeper 集群， 還可新增觀察者角色。

Observer

• 觀察者角色，觀察 Zookeeper 集群的最新狀態(tài)變化并將這些狀態(tài)同步過來，其對于非事務(wù)請求可 以進行獨立處理，對于事務(wù)請求，則會轉(zhuǎn)發(fā)給 Leader服務(wù)器進行處理。

• 不會參與任何形式的投票只提供非事務(wù)服務(wù)，通常用于在不影響集群事務(wù)處理能力的前提下提升集 群的非事務(wù)處理能力。增加了集群增加并發(fā)的讀請求。

ZK也是Master/slave架構(gòu)，但是與之前不同的是zk集群中的Leader不是指定而來，而是通過選舉產(chǎn) 生。

1.3 Zookeeper 特點

1. Zookeeper：一個領(lǐng)導者（leader:老大），多個跟隨者（follower:小弟）組成的集群。
2. Leader負責進行投票的發(fā)起和決議，更新系統(tǒng)狀態(tài)(內(nèi)部原理) 
3. Follower用于接收客戶請求并向客戶端返回結(jié)果，在選舉Leader過程中參與投票
4. 集群中只要有半數(shù)以上節(jié)點存活，Zookeeper集群就能正常服務(wù)。
5. 全局數(shù)據(jù)一致：每個server保存一份相同的數(shù)據(jù)副本，Client無論連接到哪個server，數(shù)據(jù)都是一
致的。
6. 更新請求順序進行(內(nèi)部原理) 
7. 數(shù)據(jù)更新原子性，一次數(shù)據(jù)更新要么成功，要么失敗。

2. Zookeeper環(huán)境搭建

2.1 Zookeeper的搭建方式

Zookeeper安裝方式有三種，單機模式和集群模式以及偽集群模式。
■ 單機模式：Zookeeper只運行在一臺服務(wù)器上，適合測試環(huán)境；
■ 偽集群模式：就是在一臺服務(wù)器上運行多個Zookeeper 實例；
■ 集群模式：Zookeeper運行于一個集群上，適合生產(chǎn)環(huán)境，這個計算機集群被稱為一個“集合體”

2.2 Zookeeper集群搭建

下載

• 首先我們下載穩(wěn)定版本的zookeeper http://zookeeper.apache.org/releases.html

上傳

下載完成后，將zookeeper壓縮包 zookeeper-3.4.14.tar.gz上傳到linux系統(tǒng)/opt/lagou/software

解壓 壓縮包

tar -zxvf zookeeper-3.4.14.tar.gz -C ../servers/

修改配置文件創(chuàng)建data與log目錄

#創(chuàng)建zk存儲數(shù)據(jù)目錄 
mkdir -p /opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data
#創(chuàng)建zk日志文件目錄
mkdir -p /opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data/logs
#修改zk配置文件 cd /opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/conf 
#文件改名 mv zoo_sample.cfg zoo.cfg vim zoo.cfg 
#更新datadir dataDir=/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data 
#增加logdir dataLogDir=/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data/logs 
#增加集群配置
##server.服務(wù)器ID=服務(wù)器IP地址：服務(wù)器之間通信端口：服務(wù)器之間投票選舉端口 
server.1=linux121:2888:3888
server.2=linux122:2888:3888 
server.3=linux123:2888:3888 
#打開注釋
#ZK提供了自動清理事務(wù)日志和快照文件的功能，這個參數(shù)指定了清理頻率，單位是小時 
autopurge.purgeInterval=1

添加myid配置

1. 在zookeeper的 data 目錄下創(chuàng)建一個 myid 文件，內(nèi)容為1，這個文件就是記錄每個服務(wù)器的ID

cd /opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data 
echo 1 > myid

安裝包分發(fā)并修改myid的值

rsync-script /opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14

修改myid值 linux122

echo 2 >/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data/myid

修改myid值 linux123

echo 3 >/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/data/myid

依次啟動三個zk實例

• 啟動命令（三個節(jié)點都要執(zhí)行）

/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/bin/zkServer.sh start

• 查看zk啟動情況

/opt/lagou/servers/zookeeper-3.4.14/bin/zkServer.sh status

• 集群啟動停止腳本

vim zk.sh 

#!/bin/sh
echo "start zookeeper server..." 
if(($#==0));then 
echo "no params";
exit; 
fi
hosts="linux121 linux122 linux123" 
for host in $hosts 
do
ssh $host "source /etc/profile; /opt/lagou/servers/zookeeper- 3.4.14/bin/zkServer.sh $1" 
done

3. Zookeeper數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與監(jiān)聽機制

• ZooKeeper數(shù)據(jù)模型Znode

在ZooKeeper中，數(shù)據(jù)信息被保存在一個個數(shù)據(jù)節(jié)點上，這些節(jié)點被稱為znode。ZNode 是
Zookeeper 中最小數(shù)據(jù)單位，在 ZNode 下面又可以再掛 ZNode，這樣一層層下去就形成了一個層次化
命名空間 ZNode 樹，我們稱為 ZNode Tree，它采用了類似文件系統(tǒng)的層級樹狀結(jié)構(gòu)進行管理。見下圖
示例：

在 Zookeeper 中，每一個數(shù)據(jù)節(jié)點都是一個 ZNode，上圖根目錄下有兩個節(jié)點，分別是：app1 和
app2，其中 app1 下面又有三個子節(jié)點,所有ZNode按層次化進行組織，形成這么一顆樹，ZNode的節(jié)
點路徑標識方式和Unix文件系統(tǒng)路徑非常相似，都是由一系列使用斜杠（/）進行分割的路徑表示，開
發(fā)人員可以向這個節(jié)點寫入數(shù)據(jù)，也可以在這個節(jié)點下面創(chuàng)建子節(jié)點。

3.1 ZNode 的類型

剛剛已經(jīng)了解到，Zookeeper的znode tree是由一系列數(shù)據(jù)節(jié)點組成的，那接下來，我們就對數(shù)據(jù)節(jié)點
做詳細講解
Zookeeper 節(jié)點類型可以分為三大類：
持久性節(jié)點（Persistent）
臨時性節(jié)點（Ephemeral）
順序性節(jié)點（Sequential）
在開發(fā)中在創(chuàng)建節(jié)點的時候通過組合可以生成以下四種節(jié)點類型：持久節(jié)點、持久順序節(jié)點、臨時節(jié)
點、臨時順序節(jié)點。不同類型的節(jié)點則會有不同的生命周期
* 持久節(jié)點：是Zookeeper中最常見的一種節(jié)點類型，所謂持久節(jié)點，就是指節(jié)點被創(chuàng)建后會一直存在服務(wù)器，直到刪除操作主動清除
* 持久順序節(jié)點：就是有順序的持久節(jié)點，節(jié)點特性和持久節(jié)點是一樣的，只是額外特性表現(xiàn)在順序上。
順序特性實質(zhì)是在創(chuàng)建節(jié)點的時候，會在節(jié)點名后面加上一個數(shù)字后綴，來表示其順序。
* 臨時節(jié)點：就是會被自動清理掉的節(jié)點，它的生命周期和客戶端會話綁在一起，客戶端會話結(jié)束，節(jié)點
會被刪除掉。與持久性節(jié)點不同的是，臨時節(jié)點不能創(chuàng)建子節(jié)點。
* 臨時順序節(jié)點：就是有順序的臨時節(jié)點，和持久順序節(jié)點相同，在其創(chuàng)建的時候會在名字后面加上數(shù)字后綴。

* 事務(wù)ID

首先，先了解，事務(wù)是對物理和抽象的應(yīng)用狀態(tài)上的操作集合。往往在現(xiàn)在的概念中，狹義上的事務(wù)通
常指的是數(shù)據(jù)庫事務(wù)，一般包含了一系列對數(shù)據(jù)庫有序的讀寫操作，這些數(shù)據(jù)庫事務(wù)具有所謂的ACID特
性，即原子性（Atomic）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability）。

而在ZooKeeper中，事務(wù)是指能夠改變ZooKeeper服務(wù)器狀態(tài)的操作，我們也稱之為事務(wù)操作或更新
操作，一般包括數(shù)據(jù)節(jié)點創(chuàng)建與刪除、數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)容更新等操作。對于每一個事務(wù)請求，ZooKeeper都
會為其分配一個全局唯一的事務(wù)ID，用 ZXID 來表示，通常是一個 64 位的數(shù)字。每一個 ZXID 對應(yīng)一次
更新操作，從這些ZXID中可以間接地識別出ZooKeeper處理這些更新操作請求的全局順序
zk中的事務(wù)指的是對zk服務(wù)器狀態(tài)改變的操作(create,update data,更新字節(jié)點)；zk對這些事務(wù)操作都
會編號，這個編號是自增長的被稱為ZXID。

3.2 ZNode 的狀態(tài)信息

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] get /zookeeper 
cZxid = 0x0 
ctime = Wed Dec 31 19:00:00 EST 1969 
mZxid = 0x0 
mtime = Wed Dec 31 19:00:00 EST 1969 
pZxid = 0x0 
cversion = -1
dataVersion = 0 
aclVersion = 0 
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 0 
numChildren = 1

整個 ZNode 節(jié)點內(nèi)容包括兩部分：節(jié)點數(shù)據(jù)內(nèi)容和節(jié)點狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)內(nèi)容是空，其他的屬于狀態(tài)信 息。那么這些狀態(tài)信息都有什么含義呢？

cZxid 就是 Create ZXID，表示節(jié)點被創(chuàng)建時的事務(wù)ID。
ctime 就是 Create Time，表示節(jié)點創(chuàng)建時間。 
mZxid 就是 Modified ZXID，表示節(jié)點最后一次被修改時的事務(wù)ID。 
mtime 就是 Modified Time，表示節(jié)點最后一次被修改的時間。 
pZxid 表示該節(jié)點的子節(jié)點列表最后一次被修改時的事務(wù) ID。只有子節(jié)點列表變更才會更新 pZxid，子 節(jié)點內(nèi)容變更不會更新。 
cversion 表示子節(jié)點的版本號。 
dataVersion 表示內(nèi)容版本號。 
aclVersion 標識acl版本
ephemeralOwner 表示創(chuàng)建該臨時節(jié)點時的會話 sessionID，如果是持久性節(jié)點那么值為 0 
dataLength 表示數(shù)據(jù)長度。
numChildren 表示直系子節(jié)點數(shù)。

3.3 Watcher 機制

Zookeeper使用Watcher機制實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)的發(fā)布/訂閱功能

一個典型的發(fā)布/訂閱模型系統(tǒng)定義了一種 一對多的訂閱關(guān)系，能夠讓多個訂閱者同時監(jiān)聽某一個主題 對象，當這個主題對象自身狀態(tài)變化時，會通知所有訂閱者，使它們能夠做出相應(yīng)的處理。

在 ZooKeeper 中，引入了 Watcher 機制來實現(xiàn)這種分布式的通知功能。ZooKeeper 允許客戶端向服 務(wù)端注冊一個 Watcher 監(jiān)聽，當服務(wù)端的一些指定事件觸發(fā)了這個 Watcher，那么Zk就會向指定客戶 端發(fā)送一個事件通知來實現(xiàn)分布式的通知功能。

整個Watcher注冊與通知過程如圖所示。 Zookeeper的Watcher機制主要包括客戶端線程、客戶端WatcherManager、Zookeeper服務(wù)器三部分。

具體工作流程為：

• 客戶端在向Zookeeper服務(wù)器注冊的同時，會將Watcher對象存儲在客戶端的WatcherManager當 中

• 當Zookeeper服務(wù)器觸發(fā)Watcher事件后，會向客戶端發(fā)送通知

• 客戶端線程從WatcherManager中取出對應(yīng)的Watcher對象來執(zhí)行回調(diào)邏輯

4. Zookeeper的基本使用

4.1 ZooKeeper命令行操作

現(xiàn)在已經(jīng)搭建起了一個能夠正常運行的zookeeper服務(wù)了，所以接下來，就是來借助客戶端來對 zookeeper的數(shù)據(jù)節(jié)點進行操作

首先，進入到zookeeper的bin目錄之后

通過zkClient進入zookeeper客戶端命令行

./zkcli.sh 連接本地的zookeeper服務(wù)器
./zkCli.sh -server ip:port(2181) 連接指定的服務(wù)器

連接成功之后，系統(tǒng)會輸出Zookeeper的相關(guān)環(huán)境及配置信息等信息。輸入help之后，屏幕會輸出可用 的Zookeeper命令，如下圖所示

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] help 
ZooKeeper -server host:port cmd args
	stat path [watch] 
	set path data [version] 
	ls path [watch] 
	delquota [-n|-b] path 
	ls2 path [watch] 
	setAcl path acl 
	setquota -n|-b val path 
	history 
	redo cmdno 
	printwatches on|off 
	delete path [version] 
	sync path 
	listquota path 
	rmr path 
	get path [watch] 
	create [-s] [-e] path data acl 
	addauth scheme auth 
	quit 
	getAcl path 
	close 
	connect host:port

感謝各位的閱讀，以上就是“ZooKeeper的架構(gòu)由什么組成”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學習后，相信大家對ZooKeeper的架構(gòu)由什么組成這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！

當前題目：ZooKeeper的架構(gòu)由什么組成
URL地址：http://www.rwnh.cn/article44/jgpiee.html

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