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前言 java
Zookeeper 相信你們都據說過，最典型的使用就是做爲服務註冊中心。今天陳某帶你們從零基礎入門 Zookeeper，看了本文，你將會對 Zookeeper 有了初步的瞭解和認識。node
注意：本文基於 Zookeeper 的版本是 3.4.14，最新版本的在使用上會有一些出入，可是企業如今使用的大部分都是 3.4x 版本的。nginx
web
Zookeeper 是一個分佈式協調服務的開源框架。主要用來解決分佈式集羣中應用系統的一致性問題，例如怎樣避免同時操做同一數據形成髒讀的問題。sql
ZooKeeper 本質上是一個分佈式的小文件存儲系統。提供基於相似於文件系 統的目錄樹方式的數據存儲，而且能夠對樹中的節點進行有效管理。從而用來維護和監控你存儲的數據的狀態變化。經過監控這些數據狀態的變化，從而能夠達 到基於數據的集羣管理。諸如：統一命名服務、分佈式配置管理、分佈式消息隊列、分佈式鎖、分佈式協調等功能。shell
apache
全局數據一致：每一個 server 保存一份相同的數據副本，client 不管連 接到哪一個 server，展現的數據都是一致的，這是最重要的特徵。api
可靠性：若是消息被其中一臺服務器接受，那麼將被全部的服務器接受。
順序性：包括全局有序和偏序兩種：全局有序是指若是在一臺服務器上 消息 a 在消息 b 前發佈，則在全部 Server 上消息 a 都將在消息 b 前被 發佈；偏序是指若是一個消息 b 在消息 a 後被同一個發送者發佈，a 必將排在 b 前面。
數據更新原子性：一次數據更新要麼成功（半數以上節點成功），要麼失 敗，不存在中間狀態。
實時性：Zookeeper 保證客戶端將在一個時間間隔範圍內得到服務器的更新信息，或者服務器失效的信息。
Znode 有兩種，分別爲臨時節點和永久節點。
臨時節點：該節點的生命週期依賴於建立它們的會話。一旦會話結束，臨時節點將被自動刪除，固然能夠也能夠手動刪除。臨時節點不容許擁有子節點。
永久節點：該節點的生命週期不依賴於會話，而且只有在客戶端顯示執行刪除操做的時候，他們才能被刪除。
節點的類型在建立時即被肯定，而且不能改變。
Znode 還有一個序列化的特性，若是建立的時候指定的話，該 Znode 的名字後面會自動追加一個不斷增長的序列號。序列號對於此節點的父節點來講是惟一的，這樣便會記錄每一個子節點建立的前後順序。它的格式爲"%10d"(10 位數字,沒有數值的數位用 0 補充，例如「0000000001」)。
這樣便會存在四種類型的 Znode 節點，分類以下：
PERSISTENT：永久節點
EPHEMERAL：臨時節點
PERSISTENT_SEQUENTIAL：永久節點、序列化
EPHEMERAL_SEQUENTIAL：臨時節點、序列化
ZooKeeper 提供了分佈式數據發佈/訂閱功能，一個典型的發佈/訂閱模型系統定義了一種一對多的訂閱關係，能讓多個訂閱者同時監聽某一個主題對象，當這個主題對象自身狀態變化時，會通知全部訂閱者，使他們可以作出相應的處理。
觸發事件種類不少，如：節點建立，節點刪除，節點改變，子節點改變等。
總的來講能夠歸納 Watcher 爲如下三個過程：客戶端向服務端註冊 Watcher、服務端事件發生觸發 Watcher、客戶端回調 Watcher 獲得觸發事件狀況。
一次性觸發 ：事件發生觸發監聽，一個 watcher event 就會被髮送到設置監聽的客戶端，這種效果是一次性的，後續再次發生一樣的事件，不會再次觸發。
事件封裝 ：ZooKeeper 使用 WatchedEvent 對象來封裝服務端事件並傳遞。WatchedEvent 包含了每個事件的三個基本屬性：通知狀態（keeperState），事件類型（EventType）和節點路徑（path）。
event 異步發送 ：watcher 的通知事件從服務端發送到客戶端是異步的。
先註冊再觸發 ：Zookeeper 中的 watch 機制，必須客戶端先去服務端註冊監聽，這樣事件發送纔會觸發監聽，通知給客戶端。
經常使用 Shell 命令 新增節點create [-s] [-e] path data
-s：表示建立有序節點
-e：表示建立臨時節點
建立持久化節點：
create /test 1234
## 子節點create /test/node1 node1
建立持久化有序節點：
建立臨時節點：
create -e /a a
建立臨時有序節點：
path：節點路徑
data：數據
version：版本號
修改節點數據：
set /test aaa
## 修改子節點set /test/node1 bbb
基於數據版本號修改，若是修改的節點的版本號(dataVersion)不正確，拒絕修改
set /test aaa 1
刪除節點delete [path] [version]
path：節點路徑
version：版本號，版本號不正確拒絕刪除
刪除節點
delete /test
## 版本號刪除delete /test 2
遞歸刪除，刪除某個節點及後代
rmr /test
查看節點數據和狀態
命令格式以下：
get path
獲取節點詳情：
節點各個屬性對應的含義以下：
cZxid：數據節點建立時的事務 ID。
ctime：數據節點建立時間。
mZxid：數據節點最後一次更新時的事務 ID。
mtime：數據節點最後一次更新的時間。
pZxid：數據節點的子節點最後一次被修改時的事務 ID。
cversion：子節點的更改次數。
dataVersion：節點數據的更改次數。
aclVersion ：節點 ACL 的更改次數。
ephemeralOwner：若是節點是臨時節點，則表示建立該節點的會話的 SessionID。若是節點是持久化節點，值爲 0。
dataLength ：節點數據內容的長度。
numChildren：數據節點當前的子節點的個數。
查看節點狀態stat path
stat命令和get命令類似，不過這個命令不會返回節點的數據，只返回節點的狀態屬性。
stat /node1
## 節點狀態信息，沒有節點數據cZxid = 0x6ctime = Sun Apr 05 14:50:10 CST 2020mZxid = 0x6mtime = Sun Apr 05 14:50:10 CST 2020pZxid = 0x7cversion = 1dataVersion = 0aclVersion = 0ephemeralOwner = 0x0dataLength = 3numChildren = 1
查看節點列表有ls path和ls2 path兩個命令。後者是前者的加強，不只會返回節點列表還會返回當前節點的狀態信息。
ls path：ls /
## 僅僅返回節點列表[zookeeper, node1]
ls2 path：ls2 /
## 返回節點列表和當前節點的狀態信息[zookeeper, node1]cZxid = 0x0ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970mZxid = 0x0mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970pZxid = 0x6cversion = 2dataVersion = 0aclVersion = 0ephemeralOwner = 0x0dataLength = 0numChildren = 2
監聽器 get path watch
使用get path watch註冊的監聽器在節點內容發生改變時，向客戶端發送通知，注意 Zookeeper 的觸發器是一次性的，觸發一次後會當即生效。
get /node1 watch
## 改變節點數據set /node1 bbb
## 監聽到節點內容改變了WATCHER::WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/node1
監聽器 stat path watch
stat path watch註冊的監聽器可以在節點狀態發生改變時向客戶端發出通知。好比節點數據改變、節點被刪除等。
stat /node2 watch
## 刪除節點node2delete /node2
## 監聽器監聽到了節點刪除WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDeleted path:/node2
監聽器 ls/ls2 path watch
使用ls path watch或者ls2 path watch註冊的監聽器，可以監聽到該節點下的子節點的增長和刪除操做。
ls /node1 watch
## 建立子節點create /node1/b b
## 監聽到了子節點的新增WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeChildrenChanged path:/node1
Zookeeper 的 ACL 權限控制
zookeeper 相似文件控制系統，client 能夠建立，刪除，修改，查看節點，那麼如何作到權限控制的呢？zookeeper 的access control list 訪問控制列表能夠作到這一點。
ACL 權限控制，使用scheme:id:permission來標識。
權限模式(scheme)：受權的策略
受權對象(id)：受權的對象
權限(permission)：授予的權限
權限控制是基於每一個節點的，須要對每一個節點設置權限。
每一個節點支持設置多種權限控制方案和多個權限。
子節點不會繼承父節點的權限，客戶端無權訪問某節點，但可能能夠訪問它的子節點。
例如：根據 IP 地址進行受權，命令以下：
setACl /node1 ip:192.168.10.1:crdwa
權限模式
權限模式便是採用何種方式受權。
world：只有一個用戶，anyone，表示登陸 zookeeper 全部人（默認的模式）。
ip：對客戶端使用 IP 地址認證。
auth：使用已添加認證的用戶認證。
digest：使用用戶名:密碼方式認證。
給誰受權，受權對象的 ID 指的是權限賦予的實體，例如 IP 地址或用戶。
授予的權限
授予的權限包括create、delete、read、writer、admin。也就是增、刪、改、查、管理的權限，簡寫cdrwa。
注意：以上 5 種權限中，delete是指對子節點的刪除權限，其餘 4 種權限是對自身節點的操做權限。
create：簡寫c，能夠建立子節點。
delete：簡寫d，能夠刪除子節點（僅下一級節點）。
read：簡寫r，能夠讀取節點數據以及顯示子節點列表。
write：簡寫w，能夠更改節點數據。
admin：簡寫a，能夠設置節點訪問控制列表權限。
受權相關命令
getAcl [path]：讀取指定節點的 ACL 權限。
setAcl [path] [acl]：設置 ACL
addauth
world 受權模式案例
zookeeper 中默認的受權模式，針對登陸 zookeeper 的任何用戶授予指定的權限。命令以下：
setAcl [path] world:anyone:[permission]
path：節點
permission：授予的權限，好比cdrwa
去掉不能讀取節點數據的權限：
針對登陸用戶的 ip 進行權限限制。命令以下：
setAcl [path] ip:[ip]:[acl]
遠程登陸 zookeeper 的命令以下：
./zkCli.sh -server ip
設置192.168.10.1這個 ip 的增刪改查管理的權限。
setAcl /node2 ip:192.168.10.1:crdwa
auth 受權模式須要有一個認證用戶，添加命令以下：
addauth digest [username]:[password]
設置 auth 受權模式命令以下：
setAcl [path] auth:[user]:[acl]
爲chenmou這個帳戶添加 cdrwa 權限：
zookeeper 中同一個節點可使用多種受權模式，多種受權模式用,分隔。
zookeeper 的權限管理模式有一種叫作super，該模式提供一個超管能夠方便的訪問任何權限的節點。
假設這個超管是super:admin，須要先爲超管生成密碼的密文：
echo -n super:admin | openssl dgst -binary -sha1 |openssl base64## 執行完生成了祕鑰xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs=
打開zookeeper目錄下/bin/zkServer.sh，找到以下一行：
nohup JAVA"−Dzookeeper.log.dir=JAVA"−Dzookeeper.log.dir={ZOO_LOG_DIR}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}"
在後面添加一行腳本，以下：
"-Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs="
此時完整的腳本以下：
nohup "$JAVA" "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}" "-Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:xQJmxLMiHGwaqBvst5y6rkB6HQs=" \ -cp "$CLASSPATH" $JVMFLAGS $ZOOMAIN "$ZOOCFG" > "$_ZOO_DAEMON_OUT" 2>&1 < /dev/null &
重啓 zookeeper
重啓完成以後此時超管即配置完成，若是須要使用，則使用以下命令：
addauth digest super:admin
Curator 是 Netflix 公司開源的一個 Zookeeper 客戶端，與 Zookeeper 提供的原生客戶端相比，Curator 的抽象層次更高，簡化了 Zookeeper 客戶端的開發量。
添加依賴
org.apache.curatorcurator-recipes 4.0.0org.apache.zookeeper zookeeper org.apache.zookeeperzookeeper 3.4.10
客戶端創建與 Zookeeper 的鏈接，這裏僅僅演示單機版本的鏈接，以下：
//建立CuratorFramework，用來操做apiCuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()//ip地址+端口號，若是是集羣，逗號分隔 .connectString("120.26.101.207:2181")//會話超時時間 .sessionTimeoutMs(5000)//超時重試策略,RetryOneTime：超時重連僅僅一次 .retryPolicy(new RetryOneTime(3000))//命名空間，父節點，若是不指定是在根節點下 .namespace("node4") .build();//啓動client.start();
會話鏈接策略，便是當客戶端與 Zookeeper 斷開鏈接以後，客戶端從新鏈接 Zookeeper 時使用的策略，好比從新鏈接一次。
RetryOneTime：N 秒後重連一次，僅僅一次，演示以下：
.retryPolicy(new RetryOneTime(3000))
RetryNTimes：每 n 秒重連一次，重連 m 次。演示以下：//每三秒重連一次，重連3次。arg1：多長時間後重連，單位毫秒，arg2：總共重連幾回.retryPolicy(new RetryNTimes(3000,3))
RetryUntilElapsed：設置了最大等待時間，若是超過這個最大等待時間將會再也不鏈接。//每三秒重連一次，等待時間超過10秒再也不重連。arg1：總等待時間，arg2：多長時間重連，單位毫秒.retryPolicy(new RetryUntilElapsed(10000,3000))
新增節點
client.create()//指定節點的類型。PERSISTENT：持久化節點，PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久化有序節點，EPHEMERAL：臨時節點，EPHEMERAL_SEQUENTIAL臨時有序節點 .withMode(CreateMode.PERSISTENT)//指定權限列表，OPEN_ACL_UNSAFE：world:anyone:crdwa .withACL(ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE)//寫入節點數據，arg1:節點名稱 arg2:節點數據 .forPath("/a", "a".getBytes());
自定義權限列表：withACL(acls)方法中能夠設置自定義的權限列表，代碼以下：//自定義權限列表List acls=new ArrayList<>();//指定受權模式和受權對象 arg1:受權模式，arg2受權對象Id id=new Id("ip","127.0.0.1");//指定授予的權限，ZooDefs.Perms.ALL:crdwaacls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.ALL,id));client.create() .withMode(CreateMode.PERSISTENT)//指定自定義權限列表 .withACL(acls) .forPath("/b", "b".getBytes());
遞歸建立節點：creatingParentsIfNeeded()方法用於建立多層節點，若是其中一個節點不存在則會自動建立//遞歸建立節點client.create()//遞歸方法，若是節點不存在，那麼建立該節點 .creatingParentsIfNeeded() .withMode(CreateMode.PERSISTENT) .withACL(ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE)//test節點和b節點不存在，遞歸建立出來 .forPath("/test/a", "a".getBytes());
異步建立節點：inBackground()方法能夠異步回調建立節點，建立完成後會自動回調實現的方法//異步建立節點client.create() .withMode(CreateMode.PERSISTENT) .withACL(ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE)//異步建立 .inBackground(new BackgroundCallback() {/** * @param curatorFramework 客戶端對象 * @param curatorEvent 事件對象 */@Overridepublic void processResult(CuratorFramework curatorFramework, CuratorEvent curatorEvent) throws Exception {//打印事件類型 System.out.println(curatorEvent.getType()); } }) .forPath("/test1", "a".getBytes());
更新節點，當節點不存在會報錯，代碼以下：
client.setData() .forPath("/a","a".getBytes());
攜帶版本號更新節點，當版本錯誤拒絕更新
client.setData()//指定版本號更新，若是版本號錯誤則拒絕更新 .withVersion(1) .forPath("/a","a".getBytes());
異步更新節點數據：
client.setData()//異步更新 .inBackground(new BackgroundCallback() {//回調方法@Overridepublic void processResult(CuratorFramework curatorFramework, CuratorEvent curatorEvent) throws Exception { } }) .forPath("/a","a".getBytes());
刪除當前節點，若是有子節點則拒絕刪除client.delete()//刪除節點，若是是該節點包含子節點，那麼不能刪除 .forPath("/a");
指定版本號刪除，若是版本錯誤則拒絕刪除client.delete()//指定版本號刪除 .withVersion(1)//刪除節點，若是是該節點包含子節點，那麼不能刪除 .forPath("/a");
若是當前節點包含子節點則一併刪除，使用deletingChildrenIfNeeded()方法client.delete()//若是刪除的節點包含子節點則一塊兒刪除 .deletingChildrenIfNeeded()//刪除節點，若是是該節點包含子節點，那麼不能刪除 .forPath("/a");
異步刪除節點，使用inBackground()client.delete() .deletingChildrenIfNeeded()//異步刪除節點 .inBackground(new BackgroundCallback() { @Overridepublic void processResult(CuratorFramework curatorFramework, CuratorEvent curatorEvent) throws Exception {//回調監聽 } })//刪除節點，若是是該節點包含子節點，那麼不能刪除 .forPath("/a");
同步獲取節點數據byte[] bytes = client.getData().forPath("/node1");System.out.println(new String(bytes));
獲取節點狀態和數據//保存節點狀態Stat stat=new Stat();byte[] bytes = client.getData()//獲取節點狀態存儲在stat對象中 .storingStatIn(stat) .forPath("/node1");System.out.println(new String(bytes));//獲取節點數據的長度System.out.println(stat.getDataLength());
client.getData()//異步獲取節點數據，回調監聽 .inBackground((curatorFramework, curatorEvent) -> {//節點數據 System.out.println(new String(curatorEvent.getData())); }) .forPath("/node1");
同步獲取所有子節點 List strs = client.getChildren().forPath("/");for (String str:strs) { System.out.println(str); }
異步獲取所有子節點client.getChildren()//異步獲取.inBackground((curatorFramework, curatorEvent) -> { List strs = curatorEvent.getChildren();for (String str:strs) { System.out.println(str); } }).forPath("/");查看節點是否存在
//若是節點不存在，stat爲nullStat stat = client.checkExists().forPath("/node");
異步查看//若是節點不存在，stat爲nullclient.checkExists() .inBackground((curatorFramework, curatorEvent) -> {//若是爲null則不存在 System.out.println(curatorEvent.getStat()); }) .forPath("/node");
curator 提供了兩種 watcher 來監聽節點的變化
NodeCache：監聽一個特定的節點，監聽新增和修改
PathChildrenCache：監聽一個節點的子節點，當一個子節點增長、刪除、更新時，path Cache 會改變他的狀態，會包含最新的子節點的數據和狀態。
NodeCache 演示：
//arg1:鏈接對象 arg2:監聽的節點路徑,/namespace/pathfinal NodeCache nodeCache = new NodeCache(client, "/w1");//啓動監聽nodeCache.start();//添加監聽器nodeCache.getListenable().addListener(() -> {//節點路徑 System.out.println(nodeCache.getCurrentData().getPath());//節點數據 System.out.println(new String(nodeCache.getCurrentData().getData()));});//睡眠100秒Thread.sleep(1000000);//關閉監聽nodeCache.close();
PathChildrenCache演示：//arg1：鏈接對象 arg2：節點路徑 arg3:是否可以獲取節點數據PathChildrenCache cache=new PathChildrenCache(client,"/w1", true);cache.start();cache.getListenable().addListener((curatorFramework, pathChildrenCacheEvent) -> {//節點路徑 System.out.println(pathChildrenCacheEvent.getData().getPath());//節點狀態 System.out.println(pathChildrenCacheEvent.getData().getStat());//節點數據 System.out.println(new String(pathChildrenCacheEvent.getData().getData()));});cache.close();
是否是以爲文章太長看得頭暈腦脹，爲此陳某特意將本篇文章製做成 PDF 文本，須要回去仔細研究的朋友，老規矩，回覆關鍵詞ZK入門指南。
本文分享自微信公衆號 - 碼農沉思錄（code-thinker）。
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