Zookeeper分布式搭建和原理

Zookeeper分布式搭建

Apache ZooKeeper是一种集中式服务，用于维护配置信息，命名，提供分布式同步，和提供组服务。这种服务在分布式应用程序中非常常见。

1. 安装和配置Zookeeper

1.1 环境要求

• Java 8 或更新的版本
• 集群中的所有机器都可以通过SSH进行相互访问
• 每台机器上都已安装并配置好Zookeeper

1.2 Zookeeper安装

对于每一台机器，都需要下载并解压Zookeeper:

解压后，需要在conf目录下创建一个zoo.cfg的配置文件:

1.3 配置Zookeeper集群

在每一台机器上，打开zoo.cfg文件，并修改以下参数:

• tickTime: Zookeeper的基本时间单位，毫秒为单位。这个值用于心跳和超时，比如，最小的session超时将会是两倍的tickTime
• dataDir: Zookeeper保存数据的目录
• clientPort: 客户端连接的端口
• initLimit: Follower初始化连接到Leader的超时时间，如果Zookeeper管理的数据量很大，这个值需要增加
• syncLimit: Follower和Leader之间发送消息，请求和应答的时间长度
• server.X=A:B:C: 其中X是服务器编号，A是服务器的地址，B是Leader和Follower之间通信的端口，C是选举Leader的端口。如果你有三台机器，你需要增加三行，如下:

server.3=zk3:2888:3888
在每台机器的dataDir目录下，需要创建一个myid文件，文件中只包含这个机器的服务器编号。例如，第一台机器的myid文件将包含数字1，第二台机器的myid文件将包含数字2，以此类推。

2. 启动和停止Zookeeper

在每台机器上，你可以使用Zookeeper的脚本来启动和停止服务:

启动后，你可以使用status命令来验证Zookeeper是否运行:

3. Zookeeper的理论基础

Zookeeper的设计目标是提供一个简单的模型来实现更复杂的同步原语。它的核心是一个高性能的协调服务，为分布式应用程序提供的主要功能包括: 维护配置信息，命名，分布式同步，和组服务。

Zookeeper遵循一个简单的客户端-服务器模型，客户端通过会话与Zookeeper进行连接和交互。在分布式环境中，Zookeeper集群（或称为一个“ensemble”）由多台机器组成。每个Zookeeper服务器都知道其它服务器的状态信息，如果一个服务器失效，其它的服务器可以自动选择一个新的Leader。

Zookeeper的数据模型是一个层次性的命名空间，非常类似于文件系统。每个节点称为一个Znode，每个Znode在创建时都会被赋予一个状态，该状态包含了版本信息，时间戳，和数据长度等元数据。Znode可以有两种类型，持久性的和临时性的。

Zookeeper提供了一组API，允许用户创建和删除Znode，读取和修改Znode的数据，以及获取子节点的信息。除了这些基本的操作，Zookeeper还提供了一些高级的功能，比如：顺序Znode，监视器，和多操作。

• 顺序Znode：当创建Znode时，Zookeeper可以自动在名称后添加一个单调递增的计数器。
• 监视器：客户端可以在一个Znode上设置监视器，当Znode的数据改变或删除时，Zookeeper会向相关的客户端发送一个通知。
• 多操作：Zookeeper支持在一个原子操作中执行多个Znode操作。

Zookeeper保证了它的所有操作都是原子的，并且在全局范围内有序。这些操作包括读操作，写操作，和会话事件。Zookeeper通过复制所有的事务日志和内存快照到所有的机器来实现高可用和容错。当一个Zookeeper服务器失效时，客户端可以自动连接到另一个服务器。

4. Zookeeper的编程接口

Zookeeper提供了Java和C的客户端库，以及一个命令行接口。以下是一个使用Java API连接到Zookeeper并创建一个Znode的简单例子：

5. 结论

Zookeeper是一个强大的分布式协调服务，它提供了一种简单的方式来同步分布式应用程序，维护配置信息，和进行命名服务。通过配置和使用Zookeeper，我们可以构建出高可用和容错的分布式系统。