1. Zookeeper基础
1.1. 部署
先把ZK安装起来，后面的很多操作，都是的前提都是由ZK的操作环境，先来把ZK安装好，
1.1.1. Zookeeper windows环境安装
环境要求:必须要有jdk环境,本次讲课使用jdk1.8
1.安装jdk
2.安装Zookeeper. 在官网http://zookeeper.apache.org/下载zookeeper.我下载的是zookeeper-3.4.12版本。
解压zookeeper-3.4.6至D:\machine\zookeeper-3.4.12.
在D:\machine 新建data及log目录。
3.ZooKeeper的安装模式分为三种，分别为：单机模式（stand-alone）、集群模式和集群伪分布模式。ZooKeeper 单机模式的安装相对比较简单，如果第一次接触ZooKeeper的话，建议安装ZooKeeper单机模式或者集群伪分布模式。
安装单击模式。 至D:\machine\zookeeper-3.4.12\conf 复制 zoo_sample.cfg 并粘贴到当前目录下，命名zoo.cfg.
1.1.2. Zookeeper集群配置
1.安装jdk运行jdk环境
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上传jdk1.8安装包 |
2.安装jdk1.8环境变量
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vi /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_181 export ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar export PATH=$JAVA_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/bin:$PATH
刷新profile文件 source /etc/profile
关闭防火墙 |
3.下载zookeeper安装包
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wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.10/zookeeper-3.4.10.tar.gz |
4.解压Zookeeper安装包
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tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz |
5.修改Zookeeper文件夹名称
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重命名： mv zookeeper-3.4.10 zookeeper |
- 修改zoo_sample.cfg文件
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cd /usr/local/zookeeper/conf |
7.创建服务器标识
服务器标识配置：
创建文件夹： mkdir data
创建文件myid并填写内容为0： vi
myid (内容为服务器标识 ： 0)
8.复制zookeeper
进行复制zookeeper目录到node1和node2
还有/etc/profile文件
把node1、 node2中的myid文件里的值修改为1和2
路径(vi /usr/local/zookeeper/data/myid)
9启动zookeeper
启动zookeeper：
路径： /usr/local/zookeeper/bin
执行： zkServer.sh start
(注意这里3台机器都要进行启动)
状态： zkServer.sh
status(在三个节点上检验zk的mode,一个leader和俩个follower)
scp -r /soft root@zk2:/
scp -r /soft root@zk3:/
1.1.3. 目录结构
bin 存放系统脚本
conf 存放配置文件
contrib zk附加功能支持
dist-maven maven仓库文件
docs zk文档
lib 依赖的第三方库
recipes 经典场景样例代码
src zk源码
其中bin和conf是非常重要的两个目录，平时也是经常使用的。
1.1.3.1. bin目录
先看下bin目录
其中
zkServer为服务器，启动后默认端口为2181
zkCli为命令行客户端
1.1.3.2. conf目录
Conf目录为配置文件存放的目录，zoo.cfg为核心的配置文件
这里面的配置很多，这配置是运维的工作，目前没必要，也没办法全部掌握。
在这挑选几个讲解：
clientPort：参数无默认值，必须配置，用于配置当前服务器对外的服务端口，客户端必须使用这端口才能进行连接
dataDir：用于存放内存数据库快照的文件夹，同时用于集群的myid文件也存在这个文件夹里（注意：一个配置文件只能包含一个dataDir字样，即使它被注释掉了。）
dataLogDir：用于单独设置transaction log的目录，transaction log分离可以避免和普通log还有快照的竞争
dataDir：新安装zk这文件夹里面是没有文件的，可以通过snapCount参数配置产生快照的时机
以下配置集群中才会使用，后面再讨论
tickTime：心跳时间，为了确保连接存在的，以毫秒为单位，最小超时时间为两个心跳时间
initLimit：多少个心跳时间内，允许其他server连接并初始化数据，如果ZooKeeper管理的数据较大，则应相应增大这个值
syncLimit：多少个tickTime内，允许follower同步，如果follower落后太多，则会被丢弃。
1.1. ZK的特性
Zk的特性会从会话、数据节点，版本，Watcher，ACL权限控制，集群角色这些部分来了解，其中重点需要掌握的数据节点与Watcher
1.1.1. 会话
客户端与服务端的一次会话连接，本质是TCP长连接，通过会话可以进行心跳检测和数据传输；
会话（session）是zookepper非常重要的概念，客户端和服务端之间的任何交互操作都与会话有关
会话状态
看下这图，Zk客户端和服务端成功连接后，就创建了一次会话，ZK会话在整个运行期间的生命周期中，会在不同的会话状态之间切换，这些状态包括：
CONNECTING、CONNECTED、RECONNECTING、RECONNECTED、CLOSE
一旦客户端开始创建Zookeeper对象，那么客户端状态就会变成CONNECTING状态，同时客户端开始尝试连接服务端，连接成功后，客户端状态变为CONNECTED，通常情况下，由于断网或其他原因，客户端与服务端之间会出现断开情况，一旦碰到这种情况，Zookeeper客户端会自动进行重连服务，同时客户端状态再次变成CONNCTING，直到重新连上服务端后，状态又变为CONNECTED，在通常情况下，客户端的状态总是介于CONNECTING和CONNECTED之间。但是，如果出现诸如会话超时、权限检查或是客户端主动退出程序等情况，客户端的状态就会直接变更为CLOSE状态
1.1.2. ZK数据模型
ZooKeeper的视图结构和标准的Unix文件系统类似，其中每个节点称为“数据节点”或ZNode,每个znode可以存储数据，还可以挂载子节点，因此可以称之为“树”
第二点需要注意的是，每一个znode都必须有值，如果没有值，节点是不能创建成功的。
l 在Zookeeper中，znode是一个跟Unix文件系统路径相似的节点，可以往这个节点存储或获取数据
l 通过客户端可对znode进行增删改查的操作，还可以注册watcher监控znode的变化。
1.1.3. Zookeeper节点类型
节点类型非常重要，是后面项目实战的基础。
a、Znode有两种类型：
短暂（ephemeral）（create -e /app1/test1 “test1” 客户端断开连接zk删除ephemeral类型节点）
持久（persistent） （create -s /app1/test2 “test2” 客户端断开连接zk不删除persistent类型节点）
b、Znode有四种形式的目录节点（默认是persistent ）
PERSISTENT
PERSISTENT_SEQUENTIAL（持久序列/test0000000019 ）
EPHEMERAL
EPHEMERAL_SEQUENTIAL
c、创建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
d、在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序，这样客户端可以通过顺序号推断事件的顺序
1.1.4. Zookeeper节点状态属性
1.1.5. ACL保障数据的安全
ACL机制，表示为scheme:id:permissions，第一个字段表示采用哪一种机制，第二个id表示用户，permissions表示相关权限（如只读，读写，管理等）。
zookeeper提供了如下几种机制（scheme）：
world: 它下面只有一个id, 叫anyone, world:anyone代表任何人，zookeeper中对所有人有权限的结点就是属于world:anyone的
auth: 它不需要id, 只要是通过authentication的user都有权限（zookeeper支持通过kerberos来进行authencation, 也支持username/password形式的authentication)
digest: 它对应的id为username:BASE64(SHA1(password))，它需要先通过username:password形式的authentication
ip: 它对应的id为客户机的IP地址，设置的时候可以设置一个ip段，比如ip:192.168.1.0/16, 表示匹配前16个bit的IP段
现在看这可能懵懵懂懂，不过没有关系，等会在客户端操作的时候会有详细的操作
1.2. 命令行
1.2.1. 服务端常用命令
在准备好相应的配置之后，可以直接通过zkServer.sh 这个脚本进行服务的相关操作
启动ZK服务: sh bin/zkServer.sh start ·
查看ZK服务状态: sh bin/zkServer.sh status ·
停止ZK服务: sh bin/zkServer.sh stop ·
重启ZK服务: sh bin/zkServer.sh restart
1.2.2. 客户端常用命令
使用 zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181 连接到 ZooKeeper 服务，连接成功后，系统会输出 ZooKeeper 的相关环境以及配置信息。 命令行工具的一些简单操作如下：
l 显示根目录下、文件： ls / 使用 ls 命令来查看当前 ZooKeeper 中所包含的内容
l 显示根目录下、文件： ls2 / 查看当前节点数据并能看到更新次数等数据
l 创建文件，并设置初始内容： create /zk "test" 创建一个新的 znode节点“ zk ”以及与它关联的字符串 [-e] [-s] 【-e 零时节点】 【-s 顺序节点】
l 获取文件内容： get /zk 确认 znode 是否包含我们所创建的字符串 [watch]【watch 监听】
l 修改文件内容： set /zk "zkbak" 对 zk 所关联的字符串进行设置 ·
l 删除文件： delete /zk 将刚才创建的 znode 删除，如果存在子节点删除失败
l 递归删除：rmr /zk将刚才创建的 znode 删除，子节点同时删除
l 退出客户端： quit ·
l 帮助命令： help
1.2.3. ACL命令常用命令
再回过头来看下ACL权限
Zookeeper的ACL(Access Control List)，分为三个维度：scheme、id、permission
通常表示为：scheme:id:permission
l schema:代表授权策略
l id:代表用户
l permission:代表权限
1.2.3.1. Scheme
world：
默认方式，相当于全世界都能访问
auth：
代表已经认证通过的用户(可以通过addauth digest user:pwd 来添加授权用户)
digest：
即用户名:密码这种方式认证，这也是业务系统中最常用的
ip：
使用Ip地址认证
1.2.3.2. id
id是验证模式，不同的scheme，id的值也不一样。
scheme为auth时：
username:password
scheme为digest时:
username:BASE64(SHA1(password))
scheme为ip时:
客户端的ip地址。
scheme为world时
anyone。
1.2.3.3. Permission
CREATE、READ、WRITE、DELETE、ADMIN 也就是 增、删、改、查、管理权限，这5种权限简写为crwda(即：每个单词的首字符缩写)
CREATE(c)：创建子节点的权限
DELETE(d)：删除节点的权限
READ(r)：读取节点数据的权限
WRITE(w)：修改节点数据的权限
ADMIN(a)：设置子节点权限的权限
1.2.3.4. ACL命令
1.2.3.4.1. getAcl
获取指定节点的ACL信息
create /testDir/testAcl deer # 创建一个子节点
getAcl /testDir/testAcl # 获取该节点的acl权限信息
1.2.3.4.2. setAcl
设置指定节点的ACL信息
setAcl /testDir/testAcl world:anyone:crwa # 设置该节点的acl权限
getAcl /testDir/testAcl # 获取该节点的acl权限信息，成功后，该节点就少了d权限
create /testDir/testAcl/xyz xyz-data # 创建子节点
delete /testDir/testAcl/xyz # 由于没有d权限，所以提示无法删除
1.2.3.4.3. addauth
注册会话授权信息
1.2.3.4.3.1. Auth
addauth digest user1:123456 # 需要先添加一个用户
setAcl /testDir/testAcl auth:user1:123456:crwa # 然后才可以拿着这个用户去设置权限
getAcl /testDir/testAcl # 密码是以密文的形式存储的
create /testDir/testAcl/testa aaa
delete /testDir/testAcl/testa # 由于没有d权限，所以提示无法删除
退出客户端后：
ls /testDir/testAcl #没有权限无法访问
create /testDir/testAcl/testb bbb #没有权限无法访问
addauth digest user1:123456 # 重新新增权限后可以访问了
1.2.3.4.3.2. Digest
auth与digest的区别就是，前者使用明文密码进行登录，后者使用密文密码进行登录
create /testDir/testDigest data
addauth digest user1:123456
setAcl /testDir/testDigest digest:user1:HYGa7IZRm2PUBFiFFu8xY2pPP/s=:crwa # 使用digest来设置权限
注意：这里如果使用明文，会导致该znode不可访问
通过明文获得密文
shell>
java -Djava.ext.dirs=/soft/zookeeper-3.4.12/lib -cp /soft/zookeeper-3.4.12/zookeeper-3.4.12.jar org.apache.zookeeper.server.auth.DigestAuthenticationProvider deer:123456
deer:123456->deer:ACFm5rWnnKn9K9RN/Oc8qEYGYDs=
1.2.3.4.4. acl命令行ip
create /testDir/testIp data
setAcl /testDir/testIp ip:192.168.30.10:cdrwa
getAcl /testDir/testIp
1.2.4. 常用四字命令
ZooKeeper 支持某些特定的四字命令字母与其的交互。用来获取 ZooKeeper 服务的当前状态及相关信息。可通过 telnet 或 nc 向 ZooKeeper 提交相应的命令 ：
当然，前提是安装好了nc
yum install nc
echo stat|nc 127.0.0.1 2181 来查看哪个节点被选择作为follower或者leader ·
使用echo ruok|nc 127.0.0.1 2181 测试是否启动了该Server，若回复imok表示已经启动。 ·
echo dump| nc 127.0.0.1 2181 ,列出未经处理的会话和临时节点。 ·
echo kill | nc 127.0.0.1 2181 ,关掉server ·
echo conf | nc 127.0.0.1 2181 ,输出相关服务配置的详细信息。 ·
echo cons | nc 127.0.0.1 2181 ,列出所有连接到服务器的客户端的完全的连接 / 会话的详细信息 ·
echo envi |nc 127.0.0.1 2181 ,输出关于服务环境的详细信息（区别于 conf 命令）。 ·
echo reqs | nc 127.0.0.1 2181 ,列出未经处理的请求。 ·
echo wchs | nc 127.0.0.1 2181 ,列出服务器 watch 的详细信息。 ·
echo wchc | nc 127.0.0.1 2181 ,通过 session 列出服务器 watch 的详细信息，它的输出是一个与 watch 相关的会话的列表。 ·
echo wchp | nc 127.0.0.1 2181 ,通过路径列出服务器 watch 的详细信息。它输出一个与 session 相关的路径。
1.2.5. ZooKeeper 日志可视化
前面以及讲了两个非常重要的配置一个是dataDir，存放的快照数据，一个是dataLogDir，存放的是事务日志文件
java -cp /soft/zookeeper-3.4.12/zookeeper-3.4.12.jar:/soft/zookeeper-3.4.12/lib/slf4j-api-1.7.25.jar org.apache.zookeeper.server.LogFormatter log.1
java -cp /soft/zookeeper-3.4.12/zookeeper-3.4.12.jar:/soft/zookeeper-3.4.12/lib/slf4j-api-1.7.25.jar org.apache.zookeeper.server.SnapshotFormatter log.1
1.3. Java客户端框架（*重要）
1.3.1. Zookeeper原生客户端
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
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<groupId>junit</groupId>
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<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.12</version>
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<groupId>com.101tec</groupId>
<artifactId>zkclient</artifactId>
<version>0.10</version>
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<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-framework</artifactId>
<version>4.0.0</version>
</dependency>
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<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
<version>4.0.0</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
1.3.1.1. 创建会话
package cn.enjoy.javaapi;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.junit.Test;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
/**
* Created by VULCAN on 2018/11/5.
*/
public class TestCreateSession {
//ZooKeeper服务地址
private static final String SERVER = "192.168.30.10:2181";
//会话超时时间
private final int SESSION_TIMEOUT = 30000;
@Test
/**
* 获得session的方式，这种方式可能会在ZooKeeper还没有获得连接的时候就已经对ZK进行访问了
*/
public void testSession1() throws Exception {
ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper(SERVER,SESSION_TIMEOUT,null);
System.out.println(zooKeeper);
System.out.println(zooKeeper.getState());
}
//发令枪
private CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
@Test
/**
* 对获得Session的方式进行优化，在ZooKeeper初始化完成以前先等待，等待完成后再进行后续操作
*/
public void testSession2() throws Exception {
ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper(SERVER, SESSION_TIMEOUT, new Watcher() {
@Override
public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
if(watchedEvent.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
//确认已经连接完毕后再进行操作
countDownLatch.countDown();
System.out.println("已经获得了连接");
}
}
});
//连接完成之前先等待
countDownLatch.await();
System.out.println(zooKeeper.getState());
}
}