第二章 Getting to Grips with ZooKeeper（开始掌握Zookeeper）【上】

概述：

前面主要了解分布式理论，Zookeeper出现原因，正式学习Zookeeper，如何实现原生分布式。

1、Zookeeper Basics(Zookeeper基础)

很多应用其实可以暴露原始引用。这样缺点就是1、穷举所有原始引用，2、可扩展性不强    （类似java的类）

Zookeeper并不会暴露所有原始引用。而提供API接口，具体实现不管（类似java的接口）

操作最小数据节点称为znodes，它可以组织成一棵树

本图截取Zookeeper书籍中。

/workers znode是所有工作者的根节点，如果子节点异常将会被移除

/tasks znode 是所有任务的根节点

/assign znode 是所有任务委派节点，只要将任务委派给一个工作者将会增加一个子节点

API Overview(API预览)

Znodes保存数据是字节数组，Zookeeper不直接提供解析字节数组包，关于序列化包有Protocol Buffer是， Thrift，Avro和MessagePack.

Zookeeper操作API

create /path data

创建一个znode名称为/path 数据为data

delete /path

删除 一个节点名称为/path

exists /path

判断 /path 节点是否存在

setData /path data

设置 节点/path的 值为data

getData /path

返回/path节点的数据

getChildren /path

返回一系列/path节点的子节点

注意：Zookeeper不允许部分写或读取节点数据

2、不同模式下znode

持久节点和瞬时节点

持久节点可以通过delete方法就行删除，瞬时节点不可以，它只能它自身奔溃或关闭连接Zookeeper

持久节点的好处就是能够保存应用在该节点进行所有操作信息。

瞬时节点：类似会话，只要会话结束，这个节点就结束了。这个一般用于工作者（worker），当工作者会话失效的时候会自动消失。

一般瞬时节点不会创建子节点。

sequential znode（时序节点）

也就是自动增加整数序列来创建独一无二节点。

总结四种节点模式：ephemeral（瞬时节点）、persistent（持久节点）、persistent_sequential(持久时序节点)、ephemeral_sequential(瞬时时序节点)

3、Watches and Notifications (观察和通知)

打比喻：例如你是否有拿快递经历，你到快递公司拿快递的时候，快递小哥告诉你还没到，你等明天再来拿，发现明天还没到，你是不是骂娘了。这几次是不是白跑了，你就直接跟快递小哥说快递到了打电话给我就行，省的每次跑。刚开始你主动，到后来你被动

Zookeeper也类似，它会取一次数据，发现没有，这时候注册一个观察者，如果有改变就立即通知我。

4、Versions(版本)

只有setData和delete才会触发版本号增加

用版本号来避免并发数据不一致性。

• 1、客户端C1写了第一个配置信息是版本号为1
• 2、客户端C2读取配置信息时版本号为1，同时设置版本号为2
• 3、客户端C1再次尝试改变配置文件，发现版本号2，表示已经被人改变，这时候就修改失败。

5、Zookeeper Architecture（Zookeeper架构）

运行Zookeeper 服务器有两种模式：一种是单例，一种quorum(一组服务器)

一组服务器称为Zookeeper ensemble（Zookeeper集群）

6、Zookeeper Quorums(Zookeeper服务器群)

在更新数据的时候，并不需要等所有Zookeeper服务器都更新这个数据，只要保证最低数量服务器更新即可。类似投票选举，只要一方比另一方多一票，多一票将获胜，也就是服务更新数量至少比还没有更新多一台服务器。这样才能说更新数据成功。没有更新服务器可以在随后进行更新。

例如5台服务器，至少3台更新成功，也就是容许两台服务器down机，但是如果四台服务器只能允许一台down机

7、Sessions（会话）

所有操作都是通过客户端与服务端建立会话完成的

会话可以保证有序性，也就是它遵循FIFO（先进先出），但是如果一个客户端发起多个会话就不能保证有序性

例如：

• 客户端创建一个会话有两个异步调用create /tasks 和 /workers
• 第一个会话失效
• 客户端建立另个会话，然后执行异步调用 create /assign

以上过程将可能产生可能的结果是只有/tasks和/assign被执行创建了。所以说有序性只是在单个会话中，而不是跨多个会话

8、开始使用Zookeeper

下载Zookeeper软件

官网地址， 给一个镜像下载地址：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.10/

使用window系统，下载完解压，（需要装jdk然后配置java环境变量，可以自行百度）

可执行文件.sh表示Linux系统，.cmd表示window可执行文件

9、第一个Zookeeper会话

启动单例模式下Zookeeper然后创建会话，为了完成需要使用bin目录下的zkCli.cmd（客户端）和zkServer.cmd(服务端)

第一步复制配置文件zoo_sample.cfg并修改文件名为zoo.cfg

第二步启动服务器也就打开zkServer.cmd (注意确定自己已经配置java环境)

第三步启动客户端也就打开zKCli.cmd

不要关闭这个上面窗口，继续上面操作，执行客户端文件（zkCli.cmd）

分析zkCli.cmd窗口的日志

10、States and the Lifetime of a Session (一个会话的生命周期和状态)

会话状态和转换

本图摘自Zookeeper书籍

一个会话首先初始化Zookeeper客户端是未连接状态转换为连接中（也就是1号），正常情况下，连接上Zookeeper服务器成功之后会话的状态转换为已连接（2号），当客户端与服务端断开连接，会话状态转换为连接中（箭头3）然后尝试去找其他Zookeeper服务器。如果找其他Zookeeper服务器或者重新连接成功，这时候状态转换为已连接（只要会话仍然有效），否则如果是失效将会转为已关闭状态（4号），客户端可以主动关闭会话（4号或5号）。

一个重要会话参数--会话超时：就是在一段时间内没有进行通讯的t，将会自动结束会话，客户端如果1/3t时间没有收到服务器端消息，将会主动发送心跳包，如果没有回复在2/3t之后将会寻找不同服务器。

注意：在重连之后保证连接服务器是最新的，也就是Zookeeper服务器已经知道客户端已经更新过了。