Zookeeper简介、安装与使用

这篇文章我试图简单易懂的做入门指导,而不是也不想过多描述定义和原理。
Zookeeper Apache 官网
Zookeeper Apache wiki
Zookeeper bird’s eye view
github-Zookeeper

一、是什么

Apache Zookeeper 原来是Hadoop 的一个子项目,它为大型分布式计算提供开源的分布式配置服务 同步服务 命名注册 。现在是Apache 的一个独立顶级项目。它是一个Java程序

Zookeeper的架构通过冗余服务实现高可用性。因此,如果第一次请求无应答,客户端就可以询问另一台Zookeeper主机。Zookeeper数据结构是一个分层的命名空间,就像一个文件系统那样。客户端可以有不同的权限对节点读写,从而以这种方式拥有一个共享的配置服务。

引用一下官网的介绍:

Zookeeper 是给分布式应用使用的一个高性能的协调服务coordination service)。它暴漏公共服务 - 比如命名、配置管理、同步and group services - in a simple interface ,所以你可以用Zookeeper 现成的功能去实现一致性、组管理、集群领导节点选举和presence protocols

典型用例

Naming Service(命名服务/目录服务)

  • 分布式架构中,有很多应用都对外提供了Service 和一个与之相关的Service路径 ,且每个应用通常还可能部署了多份在不同的机器上;
    • 也就是说一个Service 有多个提供者;
    • 此时,调用方只要知道Service协议 + IP地址(域名) + 路径即可成功调用;
  • 这里要说的是关于IP地址(域名)部分
    显而易见的是,如果调用方使用硬编码域名来连接Service 的话,需要将每一个提供者的地址都写上,然后采用某种策略在调用时选择其中一个提供者。这会带来如下问题:
    • 如果服务提供者部署的机器要增加一台、删除一台、或仅修改域名,那么每一个调用方竟然都不得不去修改其代码才能实现切换。通常,提供者肯定会变动、调用方也肯定有很多,所以,这是灾难……
  • 所以,最好的方式就是有一个协调者/中介者:
    • 协调者:记录所有提供者的地址、告诉所有调用者应该使用的提供者的地址;
    • 提供者:将自己的地址注册到协调者上;
    • 调用者:无须再硬编码提供者地址,而只连接协调者,又协调者告诉它相关提供者的地址;自身只关心Service 路径就好了;

所以你看,此时Zookeeper 就是命名服务 :它协调了提供者 调用者 提供者 Zookeeper 上注册其名字 ,而调用者 Zookeeper 获取提供者 名字 ;—> 协调服务 - Coordination Service

要点

  1. 为什么叫Zookeeper?
    Zookeeper wiki:协调分布式系统这个工作看起来就像动物园做的事,而动物园需要一个管理员。
    • 一类动物就是一类服务器,一类动物一群就是一类服务器的多节点。
    • 多类动物就是多类服务器,动物园有多类多群动物,它需要一个管理员。

二、Zookeeper实现算法

仅从上面介绍来说,其实单个Zookeeper 提供的那么简单的功能,相信你不会觉得它复杂,甚至大部分人都能轻易写出一个这样的程序来。所以:

  • 使用Zookeeper 如果使用单点就没有意义了,如果这个Zookeeper崩溃了,难道就让所有提供者和调用者懵逼,从而使整个系统崩溃了吗?所以一定是多个Zookeeper 实例,也就是分布式Zookeeper

  • 它的难点在于多个Zookeeper 的通讯,其实现的关键部分就在于如何处理分布式情况下的数据一致性;

Zookeeper 是怎么做的呢?
Zookeeper 是以Fast Paxos 算法为基础的,我们可以了解下这个算法。(这里我先简单引用下百度百科,这个博文仅仅是要记录如何快速使用它)

引用百度百科:

Paxos 算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是,在一个分布式数据库系统中,如果各节点的初始状态一致,每个节点执行相同的操作序列,那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列,需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中,是分布式计算中的重要问题。因此从20世纪80年代起对于一致性算法的研究就没有停止过。节点通信存在两种模型:共享内存(Shared memory)和消息传递(Messages passing)。Paxos 算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。

三、安装与配置

完整的安装向导以及参数含义在官网上有,这里只记录下我的操作过程。

  1. 下载、解压
    下载地址:zookeeper-3.4.8.tar.gz

     # 可以直接使用wget下载,也可以在其它地方下载完拷贝过来。这里解压到了`/usr/local`下
     wget http://apache.fayea.com/zookeeper/zookeeper-3.4.8/zookeeper-3.4.8.tar.gz
     tar -zxf zookeeper-3.4.8.tar.gz
  2. 修改配置文件(集群配置)

     cd zookeeper-3.4.8
    
     # 将原有的zoo_sample.cfg拷贝一份,取名叫`zoo.cfg`
     cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg
    
     # vim修改配置文件
     vim conf/zoo.cfg

    这里是集群配置:

    • 修改了dataDir
    • 集群:增加了最下边的集群配置server.N(如果不需要集群不配置此项,不执行下面的步骤3.
    • 集群:需要在集群中每台机器上都这样配置。我这里是两台机器192.168.192.128192.168.192.129
    // the directory where the snapshot is stored.
    // do not use /tmp for storage, /tmp here is just example sakes.
    dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.8/data
    
    // There are two port numbers nnnnn.
    // The first followers use to connect to the leader, 
    // and the second is for leader election.
    server.1=192.168.192.128:2555:3555
    server.2=192.168.192.129:2555:3555
  3. 在data目录下(zoo.cfg中的dataDir目录)新建一个叫myid的文件,文件内容对应zoo.cfg中的server.xx

    vim myid,操作的是第一台机器,server.xx是1,所以这里文件内容是:

    1

    记得将其它机器也配置好相应的这个文件。

  4. 可选:配置JVM参数

    首先,查看<Zookeeper_Home>/bin/zkServer.shstart方法可以看到:定义了变量$JVMFLAGS让我们设置JVM参数。

    其次,可以在<Zookeeper_Home>/bin/zkEnv.sh中看到:

    if [ -f "$ZOOCFGDIR/java.env" ]
    then
        . "$ZOOCFGDIR/java.env"
    fi

    就是说JVM参数最好配置在<Zookeeper_Home>/conf/java.env中。

    所以,我们改这里。不过这个文件不存在,先创建一个:vim java.env,代码如下(这里我是需要改小一点):

    JVMFLAGS="-Xmx300M -Xms300M"
  5. 可选:配置zookeeper日志输出格式、目录

    首先,在<Zookeeper_Home>/conf/log4j.properties中可以看到:

    log4j.rootLogger=${zookeeper.root.logger}
    
    
    # Add ROLLINGFILE to rootLogger to get log file output
    
    log4j.appender.ROLLINGFILE=org.apache.log4j.RollingFileAppender
    log4j.appender.ROLLINGFILE.Threshold=${zookeeper.log.threshold}
    log4j.appender.ROLLINGFILE.File=${zookeeper.log.dir}/${zookeeper.log.file}
    log4j.appender.ROLLINGFILE.MaxFileSize=${zookeeper.log.maxfilesize}
    log4j.appender.ROLLINGFILE.MaxBackupIndex=${zookeeper.log.maxbackupindex}
    log4j.appender.ROLLINGFILE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
    log4j.appender.ROLLINGFILE.layout.ConversionPattern=%d{ISO8601} [myid:%X{myid}] - %-5p [%t:%C{1}@%L] - %m%n

    还有其它配置没有全部贴出来,这里贴出来的是可以滚动存储的日志配置,可以看到zookeeper已经给我们准备好了,我们只需要设置相关变量就可以了:

    • ${zookeeper.root.logger}:级别 + 日志记录器
    • ${zookeeper.log.dir}/${zookeeper.log.file}:路径和日志文件名

    其次,可以在<Zookeeper_Home>/bin/zkServer.sh中看到:

    if [ ! -w "$ZOO_LOG_DIR" ] ; then
    mkdir -p "$ZOO_LOG_DIR"
    fi
    
    ZOO_LOG_FILE=zookeeper-$USER-server-$HOSTNAME.log
    _ZOO_DAEMON_OUT="$ZOO_LOG_DIR/zookeeper-$USER-server-$HOSTNAME.out"
    
    case $1 in
    start)
        echo  -n "Starting zookeeper ... "
        if [ -f "$ZOOPIDFILE" ]; then
          if kill -0 `cat "$ZOOPIDFILE"` > /dev/null 2>&1; then
             echo $command already running as process `cat "$ZOOPIDFILE"`.
             exit 1
          fi
        fi
        nohup "$JAVA" $ZOO_DATADIR_AUTOCREATE "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" \
        "-Dzookeeper.log.file=${ZOO_LOG_FILE}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}" \
        -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:OnOutOfMemoryError='kill -9 %p' \
        -cp "$CLASSPATH" $JVMFLAGS $ZOOMAIN "$ZOOCFG" > "$_ZOO_DAEMON_OUT" 2>&1 < /dev/null &
    
       …
    • -Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}
    • -Dzookeeper.log.file=${ZOO_LOG_FILE} 这个上面那个值就行,不改了
    • -Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}

    所以,我们需要给上面这2个${***}赋值即可。还是在<Zookeeper_Home>/bin/zkEnv.sh,修改如下:

    if [ "x${ZOO_LOG_DIR}" = "x" ]
    then
        ZOO_LOG_DIR="$ZOOKEEPER_PREFIX/logs"
        // 改为自己需要的目录
        ZOO_LOG_DIR="/data/logs/zookeeper"
    fi
    
    if [ "x${ZOO_LOG4J_PROP}" = "x" ]
    then
        ZOO_LOG4J_PROP="INFO,CONSOLE"
        // 改为自己需要的
        ZOO_LOG4J_PROP="INFO,ROLLINGFILE"
    fi
    
  6. 分别在所有机器上启动,命令如下

    [root@localhost zookeeper-3.4.8]# bin/zkServer.sh start
    
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.8/bin/../conf/zoo.cfg
    Starting zookeeper ... STARTED  
    
    # 以上,启动成功!
    
  7. 当然,我们最好还是要验证一下有没有真的启动成功,使用status
    成功状态如下:

    [root@localhost zookeeper-3.4.8]#  ./bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.8/bin/../conf/zoo.cfg
    Mode: leader
    
    [root@localhost zookeeper-3.4.8]# ./bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.8/bin/../conf/zoo.cfg
    Mode: follower
    

    如果有问题,会大概显示如下:

    [root@localhost zookeeper-3.4.8]# ./bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.8/bin/../conf/zoo.cfg
    Error contacting service. It is probably not running.

    此时我们可以打开上面自己配置的日志文件,查看具体信息,并按照信息修改错误即可。

四、维护

  1. 手动清理

    Zookeeper文档中说到:

    These are the snapshot and transactional log files.

    A ZooKeeper server will not remove old snapshots and log files when using the default configuration (see autopurge below), this is the responsibility of the operator.

    就是说在我们配置的dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.8/data目录下会生成快照文件和事务日志文件,这些文件需要我们自己负责它的清理工作;

    这里写图片描述

    不过我们当然不是说每次需要手动的去清理这些文件……只要在上面的文档地址中,将官方提供的脚本代码按需做成crontab定时任务即可。

  2. zkCli.sh

    启动脚本./zkCli.sh -server localhost:2181后,可以直接输入help来查看支持的操作:

    [zk: localhost:2181(CONNECTING) 0] help
    ZooKeeper -server host:port cmd args
            stat path [watch]
            set path data [version]
            ls path [watch]
            delquota [-n|-b] path
            ls2 path [watch]
            setAcl path acl
            setquota -n|-b val path
            history 
            redo cmdno
            printwatches on|off
            delete path [version]
            sync path
            listquota path
            rmr path
            get path [watch]
            create [-s] [-e] path data acl
            addauth scheme auth
            quit 
            getAcl path
            close 
            connect host:port

    zkCli.sh其实就是启动了org.apache.zookeeper.ZooKeeperMain$MyWatcher,可以自己进来看具体的实现:

    static {
        commandMap.put("connect", "host:port");
        commandMap.put("close","");
        commandMap.put("create", "[-s] [-e] path data acl");
        commandMap.put("delete","path [version]");
        commandMap.put("rmr","path");
        commandMap.put("set","path data [version]");
        commandMap.put("get","path [watch]");
        commandMap.put("ls","path [watch]");
        commandMap.put("ls2","path [watch]");
        commandMap.put("getAcl","path");
        commandMap.put("setAcl","path acl");
        commandMap.put("stat","path [watch]");
        commandMap.put("sync","path");
        commandMap.put("setquota","-n|-b val path");
        commandMap.put("listquota","path");
        commandMap.put("delquota","[-n|-b] path");
        commandMap.put("history","");
        commandMap.put("redo","cmdno");
        commandMap.put("printwatches", "on|off");
        commandMap.put("quit","");
        commandMap.put("addauth", "scheme auth");
    }

    官方的Getting Started中有一些具体使用zookeeperStarted


记录一下介绍的不错的博客:
ZooKeeper原理及使用 :http://blog.csdn.net/xinguan1267/article/details/38422149
zkCli.sh使用指南:http://blog.csdn.net/ganglia/article/details/11606807?utm_source=tuicool&utm_medium=referral




这个其实是使用Dubbo的前置篇,接下来可以继续看RPC框架与Dubbo完整使用

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/u010297957/article/details/51695519