一、Zookeeper特点
- Zookeeper:一个领导者(Leader),多个跟随者(Follower)组成的集群。
- 集群中只要有半数以上节点存活,Zookeeper集群就能正常服务。所 以Zookeeper适合安装奇数台服务器。
- 全局数据一致:每个Server保存一份相同的数据副本,Client无论连接到哪个Server,数据都是一致的。
- 更新请求顺序执行,来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行。
- 数据更新原子性,一次数据更新要么成功,要么失败。
- 实时性,在一定时间范围内,Client能读到最新数据。
数据结构
ZooKeeper 数据模型的结构与 Linux文件系统很类似,整体上可以看作是一棵树,每个 节点称做一个 ZNode。每一个 ZNode 默认能够存储 1MB 的数据,每个 ZNode 都可以通过 其路径唯一标识。
应用场景
统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下 线、软负载均衡等。
二、配置参数解读
Zookeeper中的配置文件zoo.cfg
中参数含义解读如下:
tickTime = 2000
:通信心跳时间,Zookeeper服务器与客户端心跳时间,单位毫秒initLimit=10
:LF初始通信时限 (Leader <========> Follower)syncLimit=5
:LF同步通信时限 (Leader <========> Follower)dataDir
:保存Zookeeper中的数据clientPort=2181
:客户端连接端口,通常不做修改
三、基础命令
命令基本语法 | 功能描述 |
help | 显示所有操作命令 |
ls path | 使用 ls 命令来查看当前 znode 的子节点 [可监听] -w [监听子节点变化] -s [附加次级信息] |
create | 普通创建 -s [含有序列] -e [临时](重启或者超时消失) |
get path | 获得节点的值 [可监听] -w [监听节点内容变化] -s [附加次级信息] |
set | 设置节点的具体值 |
stat | 查看节点状态 |
delete | 删除节点 |
deleteall | 递归删除节点 |
# 1.永久节点+不带序号
create /aiyuan "aiyuan"
# 2.获得节点的值
get -s /aiyuan
# 3.永久节点+ 带序号
create -s /aiyuan/java "javase"
# 4.短暂节点+不带序号or带序号
create -e /aiyuan/temp "不带序号"
create -e -s /aiyuan/serial "带序号"
# 监听/aiyuan节点数据变化
get -w /aiyuan
# 删除节点
delete /aiyuan/java0000000000
# 递归删除节点
deleteall /aiyuan
四、选举机制
- SID:服务器ID。用来唯一标识一台 ZooKeeper集群中的机器,每台机器不能重 复,和myid一致。
- ZXID:事务ID。ZXID是一个事务ID,用来 标识一次服务器状态的变更。在某一时刻, 集群中的每台机器的ZXID值不一定完全一 致,这和ZooKeeper服务器对于客户端更新请求的处理逻辑有关。
- Epoch:每个Leader任期的代号。没有 Leader时同一轮投票过程中的逻辑时钟值是 相同的。每投完一次票这个数据就会增加
第一次启动
- 服务器1启动,发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票,不够半数以上(3票),选举无法完成,服务器1状态保持为 LOOKING。
- 服务器2启动,再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息:此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的(服务器1) 大,更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票,服务器2票数2票,没有半数以上结果,选举无法完成,服务器1,2状态保持LOOKING 。
- 服务器3启动,发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果:服务器1为0票,服务器2为0票,服务器3为3票。此时服 务器3的票数已经超过半数,服务器3当选Leader。服务器1,2更改状态为FOLLOWING,服务器3更改状态为LEADING。
- 服务器4启动,发起一次选举。此时服务器1,2,3已经不是LOOKING状态,不会更改选票信息。交换选票信息结果:服务器3为3票,服务器4为 1票。此时服务器4服从多数,更改选票信息为服务器3,并更改状态为FOLLOWING。
- 服务器5启动,同4一样。
非第一次启动
- 当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时,就会开始进入Leader选举
- 服务器初始化启动。
- 服务器运行期间无法和Leader保持连接。
- 而当一台机器进入Leader选举流程时,当前集群也可能会处于以下两种状态:
- 集群中本来就已经存在Leader。 对于第一种已经存在Leader的情况,机器试图去选举Leader时,会被告知当前服务器的Leader信息,对于该机器来说,仅仅需要和Leader机器建立连接,并进行状态同步即可。
- 集群中确实不存在Leader。
假设ZooKeeper由5台服务器组成,SID分别为1、2、3、4、5,ZXID分别为8、8、8、7、7,并且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻, 3和5服务器出现故障,因此开始进行Leader选举。
Title | EPOCH | ZXID | SID |
SID为1机器投票情况 | 1 | 8 | 1 |
SID为2机器投票情况 | 1 | 8 | 2 |
SID为4机器投票情况 | 1 | 7 | 4 |
选举Leader规则:
- EPOCH大的直接胜出
- EPOCH相同,事务id大的胜出
- 事务id相同,服务器id大的胜出