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Zookeeper工作机制

Zookeeper从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察着的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper讲讲负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者作出响应的反应。

Zookeeper特点

1. 一个领导者（Leader），多个跟随者（Follower）组成的集群
2. 集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能够正常服务
3. 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
4. 更新请求顺序进行，来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行
5. 数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败
6. 实时性，在一定时间范围内，Client能读到最新数据

Zookeeper数据结构

zookeeper数据模型的结构与Unix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。

Zookeeper应用场景

 (一).统一命名服务:在分布式环境下，经常需要对应服务进行统一命名，便于识别。

 (二). 统一配置管理 

         1.在分布式环境下，配置文件同步非常常见

 一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Kafka集群。

 对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上。

2.配置管理可交由ZooKeeper实现

可讲配置信息写入ZooKeeper上的一个Znode

各个客户端服务器监听这个Znode

 一旦Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知各个客户端服务器

(三).统一集群管理

可根据节点实时状态作出一些调整

可将节点信息写入ZooKeeper上的Znode

监听这个ZNode可获取它的实时状态变化

(四).服务器节点动态上下线：客户端能实时洞察到服务器上下线的变化

(五).软负载均衡:记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器取处理最新的客户端请求

 

Zookeeper内部原理：

选举机制：

（1）半数机制：集群中半数以上的机器存活，集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

（2）Zookeeper虽然在配置文件中并没有制定Master和Slave。但是Zookeeper工作时，是有一个节点为Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。

   (3)以一个简单的例子来说明整个选举的过程

  假设有五台服务器组成的Zookeeper集群，他们的id从1-5，同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据，在存放数据量这一点上，都是一样的。那么就是。5/2+1=3 这个节点当选leader

节点类型：

持久（Persistent）:客户端和服务器断开连接后，创建的节点不删除

短暂（Ephemeral）:客户端和服务器断开连接后，创建的节点自己删除

持久化目录节点

客户端与Zookeeper端开连接后，该节点依旧存在

持久化顺序编号目录节点

客户端与Zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

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。

注意：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时间的顺序。

临时目录节点

客户端与Zookeeper断开连接后，该节点被删除

临时顺序编号目录节点

客户端与Zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

Zookeeper单机模式

version: '3.1'

services:
    zoo1:
        image: zookeeper:3.4.10
        restart: always
        hostname: zoo1
        ports:
            - 2181:2181
        environment:
            ZOO_MY_ID: 1
            ZOO_SERVERS: server.1=zoo1:2888:3888

注：3.5和3.4的配置不同如果下载最新版本请查看官方文档并修改

启动：

docker-compose up -d

简单命令操作：

查看help:

 查看节点信息： ls /

 查看详细节点信息： ls2 /

创建节点信息： create

获取节点信息get：

创建短暂节点create -e  ：

退出后再次连接查看短暂节点是否存在：

 创建带序号的节点create -s :

如果与啊来没有序号节点，序号从0开始依次递增。如果原节点下已有2个节点，则在排序时从2开始。

修改节点值： set

节点参数变化监听： get path [watch]

打开另一个cli开始监听：

从原cli修改数据：

查看监听 cli:

再次修改:

此时监听不在有效：

 监听路径变化：ls path [watch]

监听、修改、查看与监听值同理：

 删除节点 delete：

 递归删除节点 rmr ：

 节点不为空则使用delete删除，需要使用rmr进行递归删除