Win7下Zookeeper 单机与集群的搭建【可行版】

1.   概述

       ZooKeeper是Hadoop的正式子项目，它是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统，提供的功能包括：配置维护、统一命名服务、分布式集群、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。

         

      

2  单机下载 安装

             1  下载URL:     http://www.apache.org/dyn/closer.cgi/zookeeper/

             2  下载最新的  zookeeper-***.tar.gz

             3  解压到某个目录下。

             4  将conf下的zoo_sample.cfg重命名为zoo.cfg。

             5  修改 配置文件中的dataDir=D:\\****\\zookeeper\\data。

             6  修改 配置文件中的dataLogDir=D:\\****\\zookeeper\\log，其他的采用默认。

3  单机运行测试

          命令提示符下 进入bin目录，直接输入   zkServer.cmd，开启zookeeper服务。

          同样再进入bin目录，直接输入 zkCli.cmd  -server 127.0.0.1:2181，是客户端成功连上服务端。

4  集群搭建[ 3台]

          4.1 在单机的基础上，即上面的解压包基础上，在data文件夹中创建建立myid文件（建立文本文件，去掉扩展名txt即可），里面内容为一个数字，用来标识当前主机，conf/zoo.cfg文件中配置的server.X中X为什么数字，则myid文件中就输入这个数字，       

     例如：

         在192.168.1.1机器上根据“server.1=192.168.1.1:2888:3888” 设置为 1

         在192.168.1.2机器上根据“server.2=192.168.1.2:2888:3888” 设置为 2

      4.2 在zoo.cfg中添加如下内容【红色部分】：   

         clientPort=2181
         server.1=127.0.0.1:2888:3888
         server.2=127.0.0.1:2889:3889
         server.3=127.0.0.1:2890:3890

              配置的内容如下所示：

tickTime=2000
initLimit=5
syncLimit=2
dataDir=D:\\*****\\zookeeper\\server1\\data
dataLogDir=D:\\*****\\zookeeper\\server1\\dataLog
clientPort=2181
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890

      标红的几个配置应该官网讲得很清楚了，只是需要注意的是clientPort这个端口如果你是在1台机器上部署多个server,那么每台机器都要不同的clientPort，比如我server1是2181,server2是2182，server3是2183，dataDir和dataLogDir也需要区分下。

      最后几行唯一需要注意的地方就是 server.X 这个数字就是对应 data/myid中的数字。你在3个server的myid文件中分别写入了1，2，3，那么每个server中的zoo.cfg都配server.1,server.2,server.3就OK了。因为在同一台机器上，后面连着的2个端口3个server都不要一样，否则端口冲突，其中第一个端口用来集群成员的信息交换，第二个端口是在leader挂掉时专门用来进行选举leader所用。

进入zookeeper-3.3.2/bin 目录中，./zkServer.sh start启动一个server,这时会报大量错误？其实没什么关系，因为现在集群只起了1台server，zookeeper服务器端起来会根据zoo.cfg的服务器列表发起选举leader的请求，因为连不上其他机器而报错，那么当我们起第二个zookeeper实例后，leader将会被选出，从而一致性服务开始可以使用，这是因为3台机器只要有2台可用就可以选出leader并且对外提供服务(2n+1台机器，可以容n台机器挂掉)。

        4.3 另外俩台的配置

             1 建立对应的myid文件；

             2  配置文件修改： 比如 2号机器的内容为：

               

tickTime=2000                initLimit=5                syncLimit=2dataDir=xxxx/zookeeper/server1/datadataLogDir=xxx/zookeeper/server1/dataLogclientPort=2182server.1=127.0.0.1:2888:3888server.2=127.0.0.1:2889:3889server.3=127.0.0.1:2890:3890

tickTime=2000
                initLimit=5
                syncLimit=2
dataDir=xxxx/zookeeper/server1/data
dataLogDir=xxx/zookeeper/server1/dataLog
clientPort=2182
server.1=127.0.0.1:2888:3888
server.2=127.0.0.1:2889:3889
server.3=127.0.0.1:2890:3890

5 ZooKeeper四字命令

      ZooKeeper 支持某些特定的四字命令字母与其的交互。它们大多是查询命令，用来获取 ZooKeeper 服务的当前状态及相关信息。用户在客户端可以通过 telnet 或 nc 向 ZooKeeper 提交相应的命令。 ZooKeeper 常用四字命令见下表 1 所示：

ZooKeeper 四字命令

功能描述

conf

输出相关服务配置的详细信息。

cons

列出所有连接到服务器的客户端的完全的连接 / 会话的详细信息。包括“接受 / 发送”的包数量、会话 id 、操作延迟、最后的操作执行等等信息。

dump

列出未经处理的会话和临时节点。

envi

输出关于服务环境的详细信息（区别于 conf 命令）。

reqs

列出未经处理的请求

ruok

测试服务是否处于正确状态。如果确实如此，那么服务返回“imok ”，否则不做任何相应。

stat

输出关于性能和连接的客户端的列表。

wchs

列出服务器 watch 的详细信息。

wchc

通过 session 列出服务器 watch 的详细信息，它的输出是一个与watch 相关的会话的列表。

wchp

通过路径列出服务器 watch 的详细信息。它输出一个与 session相关的路径。

   

6 ZooKeeper命令行工具

当启动 ZooKeeper 服务成功之后，输入下述命令，连接到 ZooKeeper 服务：

zkCli.sh –server 10.77.20.23:2181

连接成功后，系统会输出 ZooKeeper 的相关环境以及配置信息，并在屏幕输出“ Welcome to ZooKeeper”等信息。

输入 help 之后，屏幕会输出可用的 ZooKeeper 命令，如下图 1 所示:

7 ZooKeeper的简单操作

1 ）使用 ls 命令来查看当前 ZooKeeper 中所包含的内容：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 1] ls /

[zookeeper]

2 ）创建一个新的 znode ，使用 create /zk myData 。这个命令创建了一个新的 znode 节点“ zk ”以及与它关联的字符串：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 2] create /zk myData

Created /zk

3 ）再次使用 ls 命令来查看现在 zookeeper 中所包含的内容：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 3] ls /

[zk, zookeeper]

此时看到， zk 节点已经被创建。

4 ）下面我们运行 get 命令来确认第二步中所创建的 znode 是否包含我们所创建的字符串：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 4] get /zk

myData

Zxid = 0x40000000c

time = Tue Jan 18 18:48:39 CST 2011

Zxid = 0x40000000c

mtime = Tue Jan 18 18:48:39 CST 2011

pZxid = 0x40000000c

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 6

numChildren = 0

5 ）下面我们通过 set 命令来对 zk 所关联的字符串进行设置：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 5] set /zk shenlan211314

cZxid = 0x40000000c

ctime = Tue Jan 18 18:48:39 CST 2011

mZxid = 0x40000000d

mtime = Tue Jan 18 18:52:11 CST 2011

pZxid = 0x40000000c

cversion = 0

dataVersion = 1

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 13

numChildren = 0

6 ）下面我们将刚才创建的 znode 删除：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 6] delete /zk

7 ）最后再次使用 ls 命令查看 ZooKeeper 所包含的内容：

[zk: 10.77.20.23:2181(CONNECTED) 7] ls /

[zookeeper]

经过验证， zk 节点已经被删除。

8 ZooKeeper API简介及编程

1   API简介

     ZooKeeper API 共包含 5 个包，分别为： org.apache.zookeeper ， org.apache.zookeeper.data ，org.apache.zookeeper.server ， org.apache.zookeeper.server.quorum 和org.apache.zookeeper.server.upgrade 。其中 org.apache.zookeeper 包含 ZooKeeper 类，它我们编程时最常用的类文件。

这个类是 ZooKeeper 客户端库的主要类文件。如果要使用 ZooKeeper 服务，应用程序首先必须创建一个Zookeeper 实例，这时就需要使用此类。一旦客户端和 ZooKeeper 服务建立起连接， ZooKeeper 系统将会分配给此连接回话一个 ID 值，并且客户端将会周期地向服务器发送心跳来维持会话的连接。只要连接有效，客户端就可以调用 ZooKeeper API 来做相应的处理。

它提供了表 1 所示几类主要方法 , ：

功能

描述

create

在本地目录树中创建一个节点

delete

删除一个节点

exists

测试本地是否存在目标节点

get/set data

从目标节点上读取 / 写数据

get/set ACL

获取 / 设置目标节点访问控制列表信息

get children

检索一个子节点上的列表

sync

等待要被传送的数据

2  ZooKeeper API 的使用

这里，笔者通过一个例子来简单介绍，如何使用 ZooKeeper API 编写自己的应用程序，见代码清单 1 ：

   

package com.test.wb;import java.io.IOException;import org.apache.zookeeper.CreateMode;import org.apache.zookeeper.KeeperException;import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;import org.apache.zookeeper.Watcher;import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;public class zooKeeperDemo { private static final int SESSION_TIMEOUT=30000; ZooKeeper zk;// ZooKeeper实例 // 创建Watcher实例 Watcher wh=new Watcher(){@Overridepublic void process(WatchedEvent event) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(event.toString());}  }; // 初始化 ZooKeeper 实例 private void createZKInstance() throws IOException{ zk=new ZooKeeper("127.0.0.1:2181",SESSION_TIMEOUT,wh); }     private void ZKOperations() throws KeeperException, InterruptedException{     //      System.out.println("/n1. 创建 ZooKeeper 节点 (znode ： zoo2, 数据： myData2 ，权限：OPEN_ACL_UNSAFE ，节点类型： Persistent");                zk.create("/zoo2","myData2".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);                //                 System.out.println("/n2. 查看是否创建成功： ");                  System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2",false,null)));                               //               System.out.println("/n3. 修改节点数据 ");                 zk.setData("/zoo2", "shenlan211314".getBytes(), -1);             //                System.out.println("/n4. 查看是否修改成功： ");                 System.out.println(new String(zk.getData("/zoo2", false, null)));                              //                System.out.println("/n5. 删除节点 ");                zk.delete("/zoo2", -1);             //               System.out.println("/n6. 查看节点是否被删除： ");               System.out.println(" 节点状态： ["+zk.exists("/zoo2", false)+"]");          }                    private void ZKClose() throws  InterruptedException          {                 zk.close();        }          public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {     zooKeeperDemo dm=new zooKeeperDemo();                     dm.createZKInstance( );                     dm.ZKOperations();                     dm.ZKClose();}}

此类包含两个主要的 ZooKeeper 函数，分别为 createZKInstance （）和 ZKOperations （）。其中createZKInstance （）函数负责对 ZooKeeper 实例 zk 进行初始化。 ZooKeeper 类有两个构造函数，我们这里使用“ ZooKeeper （ String connectString, ， int sessionTimeout, ， Watcher watcher ）”对其进行初始化。因此，我们需要提供初始化所需的，连接字符串信息，会话超时时间，以及一个 watcher 实例。 17 行到 23 行代码，是程序所构造的一个 watcher 实例，它能够输出所发生的事件。

ZKOperations （）函数是我们所定义的对节点的一系列操作。它包括：创建 ZooKeeper 节点（ 33 行到 34行代码）、查看节点（ 36 行到 37 行代码）、修改节点数据（ 39 行到 40 行代码）、查看修改后节点数据（ 42行到 43 行代码）、删除节点（ 45 行到 46 行代码）、查看节点是否存在（ 48 行到 49 行代码）。另外，需要注意的是：在创建节点的时候，需要提供节点的名称、数据、权限以及节点类型。此外，使用 exists 函数时，如果节点不存在将返回一个 null 值。关于 ZooKeeper API 的更多详细信息，读者可以查看 ZooKeeper 的 API 文档.

9 ZooKeeper的一致性保证及Leader选举

     1）一致性保证

Zookeeper 是一种高性能、可扩展的服务。 Zookeeper 的读写速度非常快，并且读的速度要比写的速度更快。另外，在进行读操作的时候， ZooKeeper 依然能够为旧的数据提供服务。这些都是由于 ZooKeepe 所提供的一致性保证，它具有如下特点：

顺序一致性

客户端的更新顺序与它们被发送的顺序相一致。

原子性

更新操作要么成功要么失败，没有第三种结果。

单系统镜像

无论客户端连接到哪一个服务器，客户端将看到相同的 ZooKeeper 视图。

 可靠性

一旦一个更新操作被应用，那么在客户端再次更新它之前，它的值将不会改变。。这个保证将会产生下面两种结果：

1 ．如果客户端成功地获得了正确的返回代码，那么说明更新已经成果。如果不能够获得返回代码（由于通信错误、超时等等），那么客户端将不知道更新操作是否生效。

2 ．当从故障恢复的时候，任何客户端能够看到的执行成功的更新操作将不会被回滚。

  实时性

在特定的一段时间内，客户端看到的系统需要被保证是实时的（在十几秒的时间里）。在此时间段内，任何系统的改变将被客户端看到，或者被客户端侦测到。

给予这些一致性保证， ZooKeeper 更高级功能的设计与实现将会变得非常容易，例如： leader 选举、队列以及可撤销锁等机制的实现.

2）Leader选举

ZooKeeper 需要在所有的服务（可以理解为服务器）中选举出一个 Leader ，然后让这个 Leader 来负责管理集群。此时，集群中的其它服务器则成为此 Leader 的 Follower 。并且，当 Leader 故障的时候，需要ZooKeeper 能够快速地在 Follower 中选举出下一个 Leader 。这就是 ZooKeeper 的 Leader 机制，下面我们将简单介绍在 ZooKeeper 中， Leader 选举（ Leader Election ）是如何实现的。

此操作实现的核心思想是：首先创建一个 EPHEMERAL 目录节点，例如“ /election ”。然后。每一个ZooKeeper 服务器在此目录下创建一个 SEQUENCE类型的节点，例如“ /election/n_ ”。在SEQUENCE 标志下， ZooKeeper 将自动地为每一个 ZooKeeper 服务器分配一个比前一个分配的序号要大的序号。此时创建节点的 ZooKeeper 服务器中拥有最小序号编号的服务器将成为 Leader 。

在实际的操作中，还需要保障：当 Leader 服务器发生故障的时候，系统能够快速地选出下一个 ZooKeeper服务器作为 Leader 。一个简单的解决方案是，让所有的 follower 监视 leader 所对应的节点。当 Leader 发生故障时， Leader 所对应的临时节点将会自动地被删除，此操作将会触发所有监视 Leader 的服务器的 watch 。这样这些服务器将会收到 Leader 故障的消息，并进而进行下一次的 Leader 选举操作。但是，这种操作将会导致“从众效应”的发生，尤其当集群中服务器众多并且带宽延迟比较大的时候，此种情况更为明显。

在 Zookeeper 中，为了避免从众效应的发生，它是这样来实现的：每一个 follower 对 follower 集群中对应的比自己节点序号小一号的节点（也就是所有序号比自己小的节点中的序号最大的节点）设置一个 watch 。只有当follower 所设置的 watch 被触发的时候，它才进行 Leader 选举操作，一般情况下它将成为集群中的下一个Leader 。很明显，此 Leader 选举操作的速度是很快的。因为，每一次 Leader 选举几乎只涉及单个 follower 的操作。

参考：http://blogread.cn/it/article/4267?f=sr 

      http://www.cnblogs.com/anan/archive/2012/09/25/2701771.html

     ZooKeeper搭建系列集 （这套很全，也很详细）http://blog.csdn.net/shatelang/article/details/7596007