(一)zookeeper单机模式的安装和使用

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1、分布式常见问题

• 容易出现死锁
• 容易活锁，处于活锁的线程都是非阻塞的，而且每个线程都抢不到资源，会造成cpu的耗费
• 集群的管理问题，比如某台的宕机需要能够检测到
• 集群配置文件的统一管理问题
• 集群中信息更新通知问题，某一台机器发布一个信息，能够让整个集群的机器都知道
• 管理集群的选举问题，管理集群的机器本身也是一个集群（例如zookeeper集群），其中有一台为主（选举得到），其他为从。
• 分布式锁

2、Zookeeper定义

Zookeeper是一个分布式的协调服务框架，Zookeeper可以解决分布式环境常见的问题：统一命名服务，信息配置管理，数据一致性，集群管理，分布式锁等等。

3、Zookeeper的安装

• 下载压缩包：链接：https://pan.baidu.com/s/1NtffnJ0ttT475KSQqAKcSw  提取码：0qp5
• 解压：tar -xf zookeeper-3.4.7.tar.gz
• 创建配置文件：zookeeper的配置文件是conf/zoo.cfg，conf目录下有一个配置文件的样本zoo_sample.cfg，复制该文件并修改文件名为zoo.cfg即可
• 更改配置文件内容：单机模式配置如下，其中dataDir为存储快照的目录，建议修改为自定义目录

# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial 
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between 
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
# do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
# example sakes.
dataDir=/opt/zookeeper/tmp
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
# the maximum number of client connections.
# increase this if you need to handle more clients
#maxClientCnxns=60
#
# Be sure to read the maintenance section of the 
# administrator guide before turning on autopurge.
#
# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
#
# The number of snapshots to retain in dataDir
#autopurge.snapRetainCount=3
# Purge task interval in hours
# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1

4、zookeeper的数据结构

Zookeeper存储数据的结构是一棵树，如图所示：

Zookeeper数据结构的特征：

• 有一个根节点 /，对于Zookeeper的操作都要基于根节点
• 每个节点都叫做Znode节点，都可以创建自己的子节点，都可以存储数据
• 整个Znode树会存储在内存中，提高查询速度。为了防止数据丢失，同时也会把Znode树落到磁盘上，磁盘路径即配置文件zoo.cfg里dataDir指定的目录
• Znode的路径是全局唯一的
• 创建节点时，需指定初始化数据，否则创建报错
• Zookeeper是事务的概念，针对每个事务（创建，更新或删除节点等），Zookeeper都会分配一个递增的Zxid（事务id）。其中有cZxid（创建节点的事务id），mZxid（修改节点的事务id）

5、Zookeeper单机模式启动，查看，关闭

• 进入bin目录，启动zookeeper：sh  zkServer.sh  start
• 验证是否启动：jps命令查看活动的java进程

• 查看状态：sh  zkServer.sh  status

• 停止服务：sh zkServer.sh stop

6、Zookeeper客户端启动及操作

小技巧：在客户端中，使用命令：ctrl + l 清屏。

• 进入bin目录，启动客户端：sh zkCli.sh
• 查询节点 ls /     ls /zookeeper

• 创建节点：create /node01 hello

创建了节点 node01，并初始化数据为 “hello” 

• 查看节点：get /node01

可以看出，当执行命令  create /node01 hello时，这就是一个写的事务，会分配一个事务id，事务id是一个自增的id。

• 修改节点数据：set /node01 hellodfr
• 删除节点：delete /node01 单个删除，存在子节点则删除失败    rmr /node01 递归删除，

7、zookeeper的节点类型

• create /park01 "dateStr" 普通持久节点
• create -e /park01 "dateStr" 普通临时节点
• create -s /park01 "dateStr" 顺序持久节点 
• create -e -s /park01 "dateStr" 临时顺序节点 

临时节点	客户端连接zookeeper服务并创建临时节点后，若客户端掉线，则临时节点会消失。 该特性可以用来检测集群中，有哪些机器挂掉
顺序节点	创建顺序节点后，会在节点名称后带上一个自增的顺序id 如创建节点 create -s /park01 ddff，真正创建的节点名称为 park010000000009

8、通过代码操作zookeeper

• 下载Zookeeper相关jar包：链接：https://pan.baidu.com/s/1ZlEBsshFOr_us44JpMGUpA  提取码：5v0x
• 创建Maven的java工程，pom.xml配置如下

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.dfr</groupId>
  <artifactId>zookeeper</artifactId>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  
  <dependencies>
  	 <dependency>
         <groupId>junit</groupId>
         <artifactId>junit</artifactId>
         <version>4.10</version>     
     </dependency> 
     
   	 <dependency>
         <groupId>org.slf4j</groupId>
         <artifactId>slf4j-simple</artifactId>
         <version>1.6.4</version>
         <scope>compile</scope>
     </dependency> 
      
     <dependency>
	 	 <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
		 <artifactId>zookeeper</artifactId>
	 	 <version>3.4.7</version>
	 </dependency>
		
  </dependencies>
  
  <build>
  </build>
</project>

• jar包简单了解：工程创建成功后，可以看到依赖的jar包

netty是一个网络通信的框架，底层是基于NIO来写的，zookeeper就是通过netty来与其他机器进行网络交互的。

• Zookeeper的连接，和基本操作

package com.dfr.zookeeper;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.junit.Test;

public class TestDemo {
	@Test
	public void testConnect() throws Exception {
		
		
		//连接操作是异步的（非阻塞连接），如果不做任何处理，可能导致还没连接成功，testConnect方法线程就已经关闭了。
		//这里使用递减锁来处理
		final CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(1);
		
		//ip端口，连接超时时间，监听者
		ZooKeeper zk = new ZooKeeper("39.107.244.148:2181", 3000, new Watcher() {

			@Override
			public void process(WatchedEvent event) {
				if(event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {
					System.out.println("连接成功！");
					cdl.countDown();
				} 
			}
			
		});
		//递减锁没减到0则阻塞
		cdl.await();
		
		//创建节点
		//参数：节点，存储数据，权限，节点类型
		zk.create("/gtt", "MsGao".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
		
		//修改节点数据
		//参数：节点，存储数据，数据版本号
		//每更新一次，dataVersion + 1
		zk.setData("/gtt", "gttTWO".getBytes(), 0);
		
		//如果不需要确认当前数据版本，则传入版本号为-1
		zk.setData("/gtt", "gtt0000".getBytes(), -1);
		
		//删除数据
		//版本号传-1，则直接删除节点
		zk.delete("/gtt", -1);
		
		//获取数据
		//参数：节点，监听者，节点的状态信息如时间戳等
		byte[] byteDate = zk.getData("/dfr", null, null);
		System.out.println(new String(byteDate));
		
		//获取子节点
		//参数：节点，监听者
		List<String> list = zk.getChildren("/", null);
		
		for(String str : list) {
			System.out.println(str);
		}
		
		
	}
}

• 对节点进行事件监听

事件类型

代码示例如下，注意zookeeper中监听默认是一次性的。要想永久监听需要自己处理。

package com.dfr.zookeeper;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.EventType;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.junit.Test;

public class TestDemo2 {
	@Test
	public void test() throws Exception {
		
		
		//连接操作是异步的（非阻塞连接），如果不做任何处理，可能导致还没连接成功，testConnect方法线程就已经关闭了。
		//这里使用递减锁来处理
		final CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(1);
		
		//ip端口，连接超时时间，监听者
		ZooKeeper zk = new ZooKeeper("39.107.244.148:2181", 3000, new Watcher() {

			@Override
			public void process(WatchedEvent event) {
				if(event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {
					System.out.println("连接成功！");
					cdl.countDown();
				} 
			}
			
		});
		
		//对节点进行事件监听，此处以getData方法为例，可以自行选择监听事件类型
		
		//zk的默认监听机制是：一次性监听
		/*zk.getData("/dfr", new Watcher() {
			
			@Override
			public void process(WatchedEvent event) {
				if(event.getType() == EventType.NodeDataChanged) {
					System.out.println("节点数据改变了！");
				}
			}
		}, null);
		
		while(true);
		*/
		
		//永久监听
		//监听事件的类型从EventType中选择
		for(;;) {
			final CountDownLatch countdl = new CountDownLatch(1);
			
			zk.getData("/dfr", new Watcher() {
				
				@Override
				public void process(WatchedEvent event) {
					if(event.getType() == EventType.NodeDeleted) {
						System.out.println("节点数据删除了！");
						countdl.countDown();
					}
				}
			}, null);
			
			countdl.await();
		}
		
	}
}