ZooKeeper

原创

猫头虎博主 2022-10-11 22:30:09 博主文章分类：分布式 ©著作权

文章标签 zookeeper 分布式数据库 linux docker 文章分类 虚拟化云计算

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ZooKeeper作为顶级分布式开源项目，应用非常广泛，Dubbo和Kafka这些知名的开源项目都在使用。之前只是听说过它，并没有仔细研究过。

今天带大家来学习下ZooKeeper，主要从ZooKeeper的安装、可视化工具、应用三方面来介绍，希望对大家有所帮助！

简介

ZooKeeper是一款分布式协调框架，它可以为分布式系统提供一致性服务。ZooKeeper最初由Yahoo开发，后来捐献给了Apache基金会，现已成功Apache的顶级项目，目前在Github上有9.5k+Star。

分布式协调

要理解ZooKeeper我们首先需要了解下什么是分布式协调？这里拿Spring Cloud中注册中心的例子来说吧。

微服务（分布式）系统中有很多服务，相同的服务又有多个实例，我们在应用中可以通过服务名来负载均衡地调用服务，而这些服务有可能会挂掉，也有可能会有新的实例加入。此时我们就需要一个东西来做协调，保存好服务名称和可用实例调用IP的对应关系，此时注册中心就是一个分布式协调者的角色，而ZooKeeper就可以用来充当这个协调者。

安装

ZooKeeper的安装无论是Windows还是Linux都是很方便的，我们先来学习下它的安装。

Windows安装

首先下载ZooKeeper安装包，下载地址：https://www.apache.org/dyn/closer.lua/zookeeper/zookeeper-3.7.0/apache-zookeeper-3.7.0-bin.tar.gz



解压到指定目录，解压完成后目录结构如下；

…

在conf目录下创建配置文件zoo.cfg，内容如下；

…

设置心跳时间，单位毫秒

tickTime=2000

存储内存数据库快照的文件夹

dataDir=I:/developer/env/apache-zookeeper-3.7.0-bin/data

监听客户端连接的端口

clientPort=2181

进入bin目录，启动ZooKeeper服务；

zkServer.cmd

服务启动成功后，控制台会输出如下信息。

Linux安装

使用Docker安装ZooKeeper无疑是最方便的，首先我们下载它的Docker镜像；

docker pull zookeeper:3.7.0

创建好ZooKeeper的配置文件目录，并切换到该目录创建配置文件zoo.cfg；

mkdir /mydata/zookeeper/conf/ -p
cd /mydata/zookeeper/conf/
touch zoo.cfg

配置文件zoo.cfg内容如下，直接使用VIM编辑即可；

设置心跳时间，单位毫秒

tickTime=2000

存储内存数据库快照的文件夹

dataDir=/tmp/zookeeper

监听客户端连接的端口

clientPort=2181

运行ZooKeeper容器。

docker run -p 2181:2181 --name zookeeper
-v /mydata/zookeeper/conf/zoo.cfg:/conf/zoo.cfg
-d zookeeper:3.7.0

命令行操作

接下来我们用命令行来操作下ZooKeeper，熟悉下ZooKeeper的使用。

首先使用zkCli命令行工具连接到ZooKeeper；

zkCli.cmd -server 127.0.0.1:2181

通过help可以命令查看ZooKeeper的常用命令；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 0] help
ZooKeeper -server host:port -client-configuration properties-file cmd args
addWatch [-m mode] path # optional mode is one of [PERSISTENT, PERSISTENT_RECURSIVE] - default is PERSISTENT_RECURSIVE
addauth scheme auth
close
config [-c] [-w] [-s]
connect host:port
create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
delete [-v version] path
deleteall path [-b batch size]
delquota [-n|-b|-N|-B] path
get [-s] [-w] path
getAcl [-s] path
getAllChildrenNumber path
getEphemerals path
history
listquota path
ls [-s] [-w] [-R] path
printwatches on|off
quit
reconfig [-s] [-v version] [[-file path] | [-members serverID=host:port1:port2;port3[,…]]] | [-add serverId=host:port1:port2;port3[,…]] [-remove serverId[,…]*]
redo cmdno
removewatches path [-c|-d|-a] [-l]
set [-s] [-v version] path data
setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl
setquota -n|-b|-N|-B val path
stat [-w] path
sync path
version
whoami

大家都知道Redis是通过key-value的形式存储数据的，而ZooKeeper是通过znode-value的形式存储数据的，znode有点像目录，而/目录就是ZooKeeper中的根目录，通过如下命令可以查看所有znode；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 1] ls /
[zookeeper]

创建一个znode叫做/zk_test，存储字符串my_data，这用起来有点像Redis；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 2] create /zk_test my_data
Created /zk_test

查看所有znode，可以看到zk_test这个znode；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 3] ls /
[zk_test, zookeeper]

获取znode中存储的数据；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 4] get /zk_test
my_data

修改znode中的数据；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 5] set /zk_test test_data
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 6] get /zk_test
test_data

删除znode中的数据；

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 7] delete /zk_test
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 8] ls /
[zookeeper]

可视化管理 PrettyZoo

PrettyZoo是一款基于 Apache Curator 和 JavaFX 实现的 Zookeeper 图形化管理客户端。颜值很高，推荐使用。

首先下载PrettyZoo的安装包，下载地址：https://github.com/vran-dev/PrettyZoo/releases



我们需要创建一个连接，连接到ZooKeeper，可以发现PrettyZoo是支持通过SSH通道连接的；



双击连接，我们可以查看到ZooKeeper中存储的数据，很清楚的发现，ZooKeeper是按目录结构存储数据的；



右键目录，我们可以创建和删除znode，有了这个工具，基本上可以和命令行操作说再见了；



如果你还是觉得命令行比较炫酷的话，PrettyZoo也实现了命令行功能，打开命令行标签就可以愉快地敲命令了。

节点类型

ZooKeeper中的节点（znode）是有生命周期的，这取决于节点的类型。类型有主要有下面四种：

持久节点（Persistent）：默认节点类型，节点创建后，会一直存在。
持久顺序节点（Persistent Sequential）：具有持久节点特性，节点名称后会增加自增数字后缀。
临时节点（Ephemeral）：临时存在，当创建节点的会话关闭时，节点被删除。
临时顺序节点（Ephemeral Sequential）：具有临时节点特性，节点名称后会增加自增数字后缀。

如果你用命令行创建节点的话，顺序特性对应-s选项，临时特性对应-e选项，比如如下命令：

创建持久顺序节点

create -s /test/seq segText

创建临时节点

create -e /test/tmp tmpText

创建临时顺序节点

create -s -e /test/seqTmp setTmpText

创建成功：

如果你用PrettyZoo来创建的话，只要勾选一个选项即可。

作为注册中心使用

CAP是分布式架构中的重要理论，其包括一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容忍性(Partition tolerance)。我们经常使用的Eureka支持AP，而ZooKeeper支持CP。接下来我们学习下ZooKeeper在Spring Cloud中作为注册中心的应用。

ZooKeeper作为注册中心使用，用法基本和Eureka和Consul相同，首先我们需要在pom.xml中添加ZooKeeper的服务发现组件；

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
</dependency>

之后修改配置文件application.yml，添加ZooKeeper相关配置；

spring:
cloud:
zookeeper:
# zookeeper连接地址
connect-string: localhost:2181
discovery:
# 作为服务注册
register: true
# 注册时使用IP地址而不是hostname
prefer-ip-address: true

这里还是使用《Spring Cloud学习教程》中的例子，有两个服务zookeeper-ribbon-service和zookeeper-user-service，前者通过Ribbon远程调用后者；

分别启动两个服务，我们通过PrettyZoo可以发现，当ZooKeeper作为注册中心时，注册服务的名称、IP、端口都被存储到了里面；

我们调用zookeeper-ribbon-service中的接口测试下，发现可以正常访问，接口地址：http://localhost:8301/user/1

如果这时候我们把zookeeper-user-service服务关掉的话，我们可以发现ZooKeeper会自动删除存储的数据；

由此可以看出，ZooKeeper作为微服务的注册中心是通过临时节点来实现的，当服务上线时会向ZooKeeper中注册，当服务下线时会被ZooKeeper删除，保障了微服务的高可用。

总结

今天我们学习了下ZooKeeper的安装、可视化工具PrettyZoo的使用以及ZooKeeper在Spring Cloud中作为注册中心的应用。其实ZooKeeper在分布式系统中还有很多应用，比如说做分布式锁、实现选主功能、取代UUID来生成唯一ID，大家感兴趣的话可以深入研究下！

参考资料

官方文档：https://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperStarted.html 项目源码地址

https://github.com/macrozheng/springcloud-learning

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