zookeeper系列(一)

zookeeper概览

ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务，ZooKeeper框架最初是在“Yahoo!"上构建的，用于以简单而稳健的方式访问他们的应用程序。 后来，Apache ZooKeeper成为Hadoop，HBase和其余分布式框架使用的有组织服务的标准。 例如，Apache HBase使用ZooKeeper跟踪分布式数据的状态。 ZooKeeper 的设计目标是将那些复杂且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，并以一系列简单易用的接口提供给用户使用。

ZooKeeper 是一个典型的分布式数据一致性解决方案，分布式应用程序能够基于 ZooKeeper 实现诸如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master 选举、分布式锁和分布式队列等功能。

zookeeper在dubbo中的使用场景

Zookeeper 一个最经常使用的使用场景就是用于担任服务生产者和服务消费者的注册中心(提供发布订阅服务)。

服务生产者将本身提供的服务注册到Zookeeper中心，服务的消费者在进行服务调用的时候先到Zookeeper中查找服务，获取到服务生产者的详细信息以后，再去调用服务生产者的内容与数据。

以下图所示，在 Dubbo架构中 Zookeeper 就担任了注册中心这一角色。

zookeeper数据模型

ZNode（数据节点）是 ZooKeeper 中数据的最小单元，每一个ZNode上均可以保存数据，同时仍是能够有子节点（这就像树结构同样，以下图所示）。能够看出，节点路径标识方式和Unix文件 系统路径很是类似，都是由一系列使用斜杠"/"进行分割的路径表示，开发人员能够向这个节点中写入数据，也能够在节点下面建立子节点。这些操做咱们后面都会介绍到。 

相信你们也都知道事务是怎么回事，事务的ACID四大特性等等，可是在zookeeper中的事务和咱们以前所认识的事务有点不太同样。

在Zookeeper中，事务是指可以改变 ZooKeeper 服务器状态的操做，咱们也称之为事务操做或更新操做，通常包括数据节点建立与删除、数据节点内容更新和客户端会话建立与失效等操做。

对于每个事务请求，ZooKeeper 都会为其分配一个全局惟一的事务ID,用 ZXID 来表示，一般是一个64位的数字。每个ZXID对应一次更新操做，从这些 ZXID 中能够间接地识别出Zookeeper处理这些更新操做请求的全局顺序。

ZNode(数据节点)的结构

每一个 ZNode 由2部分组成:

• stat：状态信息
• data：数据内容

以下所示，我经过 get 命令来获取 根目录下的 dubbo 节点的内容。（命令操做会以后介绍）

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] get /dubbo
null
cZxid = 0x2
ctime = Tue May 21 21:37:08 CST 2019
mZxid = 0x2
mtime = Tue May 21 21:37:08 CST 2019
pZxid = 0x3b
cversion = 3
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 0
numChildren = 1
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] 复制代码

这些状态信息其实就是 Stat 对象的格式化输出。Stat 类中包含了一个数据节点的全部状态信息的字段，包括事务ID、版本信息和子节点个数等。

关于数据节点的状态信息说明（也就是对Stat 类中的各字段进行说明），能够参考下图（图源：《从Paxos到Zookeeper 分布式一致性原理与实践》）。

zookeeper中的常见命令操做

链接 ZooKeeper 服务

进入安装 ZooKeeper文件夹的 bin 目录下执行下面的命令链接 ZooKeeper 服务（Linux环境下）（链接以前首选要肯定你的 ZooKeeper 服务已经启动成功）。

./zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181复制代码

从上图能够看出控制台打印出了不少信息，包括咱们的主机名称、JDK 版本、操做系统等等。若是你成功看到这些信息，说明你成功链接到 ZooKeeper 服务。

1.查看经常使用命令(help 命令)

help 命令查看 zookeeper 经常使用命令

2.建立节点(create 命令)

这个命令建立了一个新的 znode 节点“ zk ”以及与它关联的字符串。

经过 create 命令在根目录建立了node1节点，与它关联的字符串是"node1"

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] create /node1 “node1”复制代码

经过 create 命令在node1节点下建立node1.1节点，与它关联的内容是数字 123

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] create /node1/node1.1 123Created /node1/node1.1
复制代码

3.更新节点数据内容(set 命令)

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 11] set /node1 "set node1"复制代码

4.获取节点的数据(get 命令)

get 命令能够获取指定节点的数据内容和节点的状态,能够看出咱们经过set 命令已经将节点数据内容改成 "set node1"。

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] get /node1
set node1
cZxid = 0x4d
ctime = Thu May 30 10:47:02 CST 2019
mZxid = 0x4f
mtime = Thu May 30 10:49:45 CST 2019
pZxid = 0x4e
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 1 复制代码

5.查看某个目录下的子节点(ls 命令)

使用 ls 命令来查看当前 ZooKeeper 中所包含的内容。

经过 ls 命令查看根目录下的节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] ls /[dubbo, zookeeper, node1]
复制代码

经过 ls 命令查看 node1 目录下的节点

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] ls /node1[node1.1]复制代码

zookeeper 中的 ls 命令和 linux 命令中的 ls 相似， 这个命令将列出绝对路径path下的全部子节点信息（列出1级，并不递归）

#监听这个节点的变化,当另一个客户端改变/zk时,它会打出下面的

#WATCHER::

#WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/node1

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] get /node1 watch复制代码

6.查看节点状态(stat 命令)

经过 stat 命令查看节点状态

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] stat /node1
cZxid = 0x4d
ctime = Thu May 30 10:47:02 CST 2019
mZxid = 0x4f
mtime = Thu May 30 10:49:45 CST 2019
pZxid = 0x4e
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 1
复制代码

上面显示的一些信息好比cversion、aclVersion、numChildren等等，我在上面 “ZNode(数据节点)的结构” 这部分已经介绍到。

7.查看节点信息和状态(ls2 命令)

ls2 命令更像是 ls 命令和 stat 命令的结合。

ls2 命令返回的信息包括2部分：子节点列表 + 当前节点的stat信息。

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 14] ls2 /node1
[node1.1]
cZxid = 0x4d
ctime = Thu May 30 10:47:02 CST 2019
mZxid = 0x4f
mtime = Thu May 30 10:49:45 CST 2019
pZxid = 0x4e
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 1
复制代码

8.删除节点(delete 命令)

这个命令很简单，可是须要注意的一点是若是你要删除某一个节点，那么这个节点必须无子节点才行。

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] delete /node1/node1.1复制代码

9.删除节点：rmr（递归删除）

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] rmr /node1复制代码

Zookeeper的节点类型

1.Znode有两种类型：

• 短暂（ephemeral）（断开链接本身删除）
• 持久（persistent）（断开链接不删除）

2.Znode有四种形式的目录节点（默认是persistent ）

• PERSISTENT（持久节点）
• PERSISTENT_SEQUENTIAL（持久顺序节点）
• EPHEMERAL（临时节点）
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL（临时顺序节点）

3.建立znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护。

4.在分布式系统中，顺序号能够被用于为全部的事件进行全局排序，这样客户端能够经过顺序号推断事件的顺序。

小结

今天带你们了解了zookeeper是什么以及对zookeeper节点的一些操做，节点的特性跟Linux的文件系统其实真的十分类似，很好理解。本篇文章就是就是对zookeeper的一个入门介绍，下篇我会对zookeeper的一些高级机制进行讲解。