zookeeper特性与节点说明

1、zookeeper概要、背景及做用

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zookeeper产生背景：

项目从单体到分布式转变以后，将会产生多个节点之间协同的问题。如：

1. 天天的定时任务由谁哪一个节点来执行？
2. RPC调用时的服务发现?
3. 如何保证并发请求的幂等
4. ....

这些问题能够统一概括为多节点协调问题，若是靠节点自身进行协调这是很是不可靠的，性能上也不可取。必须由一个独立的服务作协调工做，它必须可靠，并且保证性能。

zookeeper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，分布式应用程序能够基于这些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。

znode 节点

zookeeper 中数据基本单元叫节点，节点之下可包含子节点，最后以树级方式程现。每一个节点拥有惟一的路径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。

2、部署与常规配置

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zookeeper 基于JAVA开发，下载后只要有对应JVM环境便可运行。其默认的端口号是2181运行前得保证其不冲突。

版本说明：

2019年5月20日发行的3.5.5是3.5分支的第一个稳定版本。此版本被认为是3.4稳定分支的后续版本，能够用于生产。基于3.4它包含如下新功能

• 动态从新配置
• 本地会议
• 新节点类型：容器，TTL
• 原子广播协议的SSL支持
• 删除观察者的能力
• 多线程提交处理器
• 升级到Netty 4.1
• Maven构建

另请注意：建议的最低JDK版本为1.8
文件说明：

• apache-zookeeper-xxx-tar.gz 表明源代码
• apache-zookeeper-xxx-bin.tar.gz 运行版本

下载地址：https://zookeeper.apache.org/releases.html#download
具体部署流程：

#下载
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/current/apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#解压
tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#拷贝默认配置
cd  {zookeeper_home}/conf 
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
#启动
 {zookeeper_home}/bin/zkServer.sh

常规配置文件说明：

# zookeeper时间配置中的基本单位 (毫秒)
tickTime=2000
# 容许follower初始化链接到leader最大时长，它表示tickTime时间倍数 即:initLimit*tickTime
initLimit=10
# 容许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最大并发链接数
maxClientCnxns=60
# 保存的数据快照数量，以外的将会被清除
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

客户端命令：

基本命令列表
close 
关闭当前会话
connect host:port
从新链接指定Zookeeper服务
create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
建立节点
delete [-v version] path
删除节点，(不能存在子节点）
deleteall path
删除路径及全部子节点
setquota -n|-b val path
设置节点限额 -n 子节点数 -b 字节数
listquota path
查看节点限额
delquota [-n|-b] path
删除节点限额
get [-s] [-w] path
查看节点数据 -s 包含节点状态 -w 添加监听
getAcl [-s] path
ls [-s] [-w] [-R] path
列出子节点 -s状态 -R 递归查看全部子节点 -w 添加监听
printwatches on|off
是否打印监听事件
quit 
退出客户端
history 
查看执行的历史记录
redo cmdno
重复 执行命令，history 中命令编号肯定
removewatches path [-c|-d|-a] [-l]
删除指定监听
set [-s] [-v version] path data
设置值
setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl
为节点设置ACL权限
stat [-w] path
查看节点状态 -w 添加监听
sync path
强制同步节点

node数据的增删改查

# 列出子节点 
ls /
#建立节点
create /luban "luban is good man"
# 查看节点
get /luban
# 建立子节点 
create /luban/sex "man"
# 删除节点
delete /luban/sex
# 删除全部节点 包括子节点
deleteall /luban

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 20] ls /
[admin, brokers, cluster, config, consumers, controller, controller_epoch, isr_change_notification, latest_producer_id_block, log_dir_event_notification, tmp0000000095, zookeeper]
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 21] create /xiaoqiang "xiaoqiang is a good man"
Created /xiaoqiang
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 22] get /xiaoqiang
xiaoqiang is a good man
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 23] create /xiaoqiang/age 17
Created /xiaoqiang/age
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 24] delete /xiaoqiang/age
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 25] deleteall /xiaoqiang

3、Zookeeper节点介绍

zookeeper 中节点叫znode存储结构上跟文件系统相似，以树级结构进行存储。不一样以外在于znode没有目录的概念，不能执行相似cd之类的命令。znode结构包含以下：

• path:惟一路径
• childNode：子节点
• stat:状态属性

• type:节点类型

  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)

1. PERSISTENT（持久节点）

持久化保存的节点，也是默认建立的

#默认建立的就是持久节点
create /test

1. PERSISTENT_SEQUENTIAL(持久序号节点)

建立时zookeeper 会在路径上加上序号做为后缀，。很是适合用于分布式锁、分布式选举等场景。建立时添加 -s 参数便可。

#建立序号节点
create -s /test
#返回建立的实际路径
Created /test0000000001
create -s /test
#返回建立的实际路径2
Created /test0000000002

1. 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。建立时添加参数-e 便可。

#建立临时节点， 断开会话 在链接将会自动删除
create -e /temp

1. EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时序号节点）

与持久序号节点相似，不一样之处在于EPHEMERAL_SEQUENTIAL是临时的会在会话断开后删除。建立时添加 -e -s

create -e -s /temp/seq

节点属性

# 查看节点属性
stat /luban

其属性说明以下表：

#建立节点的事物ID
cZxid = 0x385
#建立时间
ctime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019
#修改节点的事物ID
mZxid = 0x385
#最后修改时间
mtime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019
# 子节点变动的事物ID
pZxid = 0x385
#这表示对此znode的子节点进行的更改次数（不包括子节点）
cversion = 0
# 数据版本，变动次数
dataVersion = 0
#权限版本，变动次数
aclVersion = 0
#临时节点所属会话ID
ephemeralOwner = 0x0
#数据长度
dataLength = 17
#子节点数(不包括子子节点)
numChildren = 0

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，而且实时收到通知。很是适用保障分布式状况下的数据一至性。其使用方式以下：
| 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) |

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🆔permission的方式进行权限控制。scheme表示受权模式、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表示全世界均可以访问（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能够防问 |
| digest | 与auth相似，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 | 能够建立子节点 |
| d | DELETE | 能够删除子节点（仅下一级节点） |
| r | READ | 能够读取节点数据及显示子节点列表 |
| w | WRITE | 能够设置节点数据 |
| a | ADMIN | 能够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 | 读取ACL权限 |
| setAcl | setAcl | 设置ACL权限 |
| addauth | addauth | 添加认证用户 |

world权限示例
语法： setAcl world:anyone: <权限位>
注：world模式中anyone是惟一的值,表示全部人

1. 查看默认节点权限：

#建立一个节点
create -e /testAcl
#查看节点权限
getAcl /testAcl
#返回的默认权限表示 ，全部人拥有全部权限。
'world,'anyone: cdrwa

1. 修改默认权限为 读写

#设置为rw权限 
setAcl /testAcl world:anyone:rw
# 能够正常读
get /testAcl
# 没法正常建立子节点
create -e /testAcl/t "hi"
# 返回没有权限的异常
Authentication is not valid : /testAcl/t

IP权限示例：
语法： setAcl ip:<ip地址|地址段>: <权限位>

auth模式示例:
语法：

1. setAcl auth: <用户名> : <密码> : <权限位>
2. addauth digest <用户名> : <密码>

digest 权限示例：
语法：

1. setAcl digest : <用户名> : <密钥> : <权限位>
2. addauth digest <用户名> : <密码>

注1：密钥 经过sha1与base64组合加密码生成，可经过如下命令生成

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，当前会话才能够防问。

1. 设置digest 权限

#先 sha1 加密，而后base64加密
echo -n luban:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
#返回密钥
2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=
#设置digest权限
setAcl /luban digest:luban:2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=:cdrw

1. 查看节点将显示没有权限

#查看节点
get /luban
#显示没有权限访问
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /luban

1. 给当前会话添加认证后在次查看

#给当前会话添加权限账户
addauth digest luban:123456
#在次查看
get /luban
#得到返回结果
luban is good man

ACL的特殊说明：
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。

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