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1.1 zookeeper的概念 Zookeeper是一个开源的分布式的#xff0c;为分布式框架提供协调服务的Apache项目。 是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件#xff0c;提供的功能包括#xff1a;配置维护、域名服务、…一、zookeeper基本介绍
1.1 zookeeper的概念 Zookeeper是一个开源的分布式的为分布式框架提供协调服务的Apache项目。 是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件提供的功能包括配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。 ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。 ZooKeeper包含一个简单的原语集提供Java和C的接口。 ZooKeeper代码版本中提供了分布式独享锁、选举、队列的接口代码在 $zookeeper_home\src\recipes。其中分布锁和队列有Java和C两个版本选举只有Java版本。
1.2 zookeeper的工作机制 是一个基于观察者模式设计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者的注册一旦这些数据的状态发生变化Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。也就是说 Zookeeper 文件系统 通知机制。 1.3 zookeeper的特点 Zookeeper一个领导者(Leader) 多个跟随者(Follower) 组成的集群。 Zookeepe集群中只要有半数以上节点存活Zookeeper集群就能正常服务。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。 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。 更新请求顺序执行来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行即先进先出。. 数据更新原子性一次数据更新要么成功要么失败。 实时性在一定时间范围内Client能读到最新数据。
1.4 zookeeper的数据结构 ZooKeeper数据模型的结构与Linux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。
1.5 ZooKeeper的应用场景 提供的服务包括统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。
1️⃣、统一命名服务 在分布式环境下经常需要对应用/服务进行统一命名便于识别。例如IP不容易记住而域名容易记住。
2️⃣、统一配置管理 1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。可将配置信息写入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。
3️⃣、统一集群管理 1分布式环境中实时掌握每个节点的状态是必要的。可根据节点实时状态做出一些调整。 2ZooKeeper可以实现实时监控节点状态变化。可将节点信息写入ZooKeeper上的一个ZNode。监听这个ZNode可获取它的实时状态变化。
4️⃣、服务器动态上下线 客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。
5️⃣、 软负载均衡
在Zookeeper中记录每台服务器的访问数让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。
二、ZooKeeper的选举机制
2.1 第一次启动选举机制 服务器1启动发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票不够半数以上3票选举无法完成服务器1状态保持为LOOKING 服务器2启动再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的服务器1大更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票服务器2票数2票没有半数以上结果选举无法完成服务器12状态保持LOOKING 服务器3启动发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果服务器1为0票服务器2为0票服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数服务器3当选Leader。服务器12更改状态为FOLLOWING服务器3更改状态为LEADING 服务器4启动发起一次选举。此时服务器123已经不是LOOKING状态不会更改选票信息。交换选票信息结果服务器3为3票服务器4为1票。此时服务器4服从多数更改选票信息为服务器3并更改状态为FOLLOWING 服务器5启动同4一样当小弟。
2.非第一次启动选举机制
1️⃣、当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时就会开始进入Leader选举: 服务器初始化启动。 服务器运行期间无法和Leader保持连接。
2️⃣、而当一台机器进入Leader选举流程时当前集群也可能会处于以下两种状态: 集群中本来就已经存在一个Leader。 对于已经存在Leader的情况机器试图去选举Leader时会被告知当前服务器的Leader信息对于该机器来说仅仅需要和Leader机器建立连接并进行状态同步即可。 集群中确实不存在Leader 假设ZooKeeper由5台服务器组成SID分别为1、2、3、4、5ZXID分别为8、8、8、7、7并且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻3和5服务器出现故障因此开始进行Leader选举。 SID服务器ID。用来唯一标识一台ZooKeeper集群中的机器每台机器不能重复和myid一致。 ZXID事务ID。ZXID是一个事务ID用来标识一次服务器状态的变更。在某一时刻集群中的每台机器的ZXID值不一定完全一致这和ZooKeeper服务器对于客户端“更新请求”的处理逻辑速度有关。 Epoch每个Leader任期的代号。没有Leader时同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加 2.3 选举Leader规则
EPOCH大的直接胜出。EPOCH相同事务id大的胜出。事务id相同服务器id大的胜出。
三、部署ZooKeeper集群
3.1 环境准备
服务器类型系统和ip地址需要安装的组件Zookeeper服务器1CentOS7.4(64 位) 192.168.200.12jdkZookeeper服务器2CentOS7.4(64 位) 192.168.200.13jdkZookeeper服务器3CentOS7.4(64 位) 192.168.200.14jdk
关闭防火墙和SElinux setenforce 0 systemctl stop firewalld 安装 JDK #非最小化安装一般自带 yum install -y java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel java -version
