第8章 ZooKeeper操做

時間  2019-11-29
標籤 zookeeper 欄目 Zookeeper 简体版
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8.1 集羣環境搭建

【操做目的】
因爲在ZooKeeper集羣中，會有一個Leader服務器負責管理和協調其餘集羣服務器，所以服務器的數量一般都是單數，例如3，5，7...等，這樣數量爲2n+1的服務器就能夠容許最多n臺服務器的失效。
【操做步驟】
本例中，咱們仍然使用三個節點搭建部署ZooKeeper集羣，搭建步驟以下：node

1.上傳ZooKeeper安裝文件

在centos01節點中，上傳ZooKeeper安裝文件zookeeper-3.4.9.tar.gz到目錄/opt/softwares/中，並將其解壓到目錄/opt/modules/，解壓命令以下：shell

tar -zxvf zookeeper-3.4.9.tar.gz -C /opt/modules/

2.編寫配置文件

（1）在ZooKeeper安裝目錄下新建文件夾dataDir，用於存放ZooKeeper數據。
（2）在ZooKeeper安裝目錄下的conf文件夾中新建配置文件zoo.cfg，加入如下內容：apache

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/opt/modules/zookeeper-3.4.9/dataDir
clientPort=2181

server.1=centos01:2888:3888
server.2=centos02:2888:3888
server.3=centos03:2888:3888

上述參數說明以下：
initLimit：集羣中的Follower服務器初始化鏈接Leader服務器時能等待的最大心跳數（鏈接超時時長）。默認爲10，即若是通過10個心跳以後Follower服務器仍然沒有收到Leader服務器的返回信息，則鏈接失敗。本例中該參數值爲5，參數tickTime爲2000，則鏈接超時時長爲52000=10秒(即tickTimeinitLimit=10秒)。
syncLimit：集羣中的Follower服務器與Leader服務器之間發送消息以及請求/應答時所能等待的最多心跳數。本例中，tickTime的值爲2，時長爲2*2000=4秒。
server.id：標識不一樣的ZooKeeper服務器。ZooKeeper能夠從「server.id=host:port1:port2」中讀取相關信息。其中，id值必須在整個集羣中是惟一的，且大小在1到255之間；host是服務器的名稱或IP地址；第一個端口（port1）是Leader端口，即該服務器做爲Leader時供Follower鏈接的端口；第二個端口（port2）是選舉端口，即選舉Leader服務器時供其它Follower鏈接的端口。
dataDir：ZooKeeper保存數據的目錄。
clientPort：客戶端鏈接ZooKeeper服務器的端口，ZooKeeper會監聽這個端口，接收客戶端的請求。
（3）在配置文件zoo.cfg中的參數dataDir指定的目錄下（此處爲ZooKeeper安裝目錄下的dataDir文件夾）新建一個名爲myid的文件，這個文件僅包含一行內容，即當前服務器的id值，與參數server.id中的id值相同。本例中，當前服務器（centos01）的id值爲1，則應該在myid文件中寫入數字1。ZooKeeper啓動時會讀取該文件，將其中的數據與zoo.cfg裏寫入的配置信息進行對比，從而獲取當前服務器的身份信息。centos

3.拷貝ZooKeeper安裝信息到其它節點

centos01節點安裝完成後，須要拷貝整個ZooKeeper安裝目錄到centos02和centos03節點，命令以下：api

scp -r /opt/modules/zookeeper-3.4.9/ hadoop@centos02:/opt/modules/
scp -r /opt/modules/zookeeper-3.4.9/ hadoop@centos03:/opt/modules/

4.修改其它節點配置

拷貝完成後，須要將centos02和centos03節點中的myid文件的值修改成對應的數字，即做出如下操做：
修改centos02節點中的opt/modules/zookeeper-3.4.9/dataDir/myid文件中的值爲2。
修改centos03節點中的opt/modules/zookeeper-3.4.9/dataDir/myid文件中的值爲3。數組

5.啓動ZooKeeper

分別進入每一個節點的ZooKeeper安裝目錄，執行以下命令：服務器

bin/zkServer.sh start

輸出如下信息表明啓動成功：
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
Starting zookeeper ... STARTEDeclipse

須要注意的是，每臺服務器都要執行一遍啓動命令，這樣才能使得整個集羣啓動起來。ide

6.查看啓動狀態

分別在各個節點上執行以下命令，查看ZooKeeper服務的狀態：

bin/zkServer.sh status

在centos01節點上查看服務狀態，輸出瞭如下信息：
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

在centos02服務器上查看服務狀態，輸出瞭如下信息：
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

在centos03服務器上查看服務狀態，輸出瞭如下信息：
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader

因而可知，本例中centos03服務器上的ZooKeeper服務爲Leader，其他兩個ZooKeeper服務爲Follower。
若是在查看啓動狀態時輸出如下信息，說明ZooKeeper集羣啓動不成功，出現錯誤。
Error contacting service. It is probably not running.
此時須要修改bin/zkEvn.sh文件中的如下內容，將錯誤信息輸出到日誌文件。

if [ "x${ZOO_LOG4J_PROP}" = "x" ]  
then  
    ZOO_LOG4J_PROP="INFO,CONSOLE"  
fi

將上述內容中的CONSOLE改成ROLLINGFILE，修改後的內容以下：

if [ "x${ZOO_LOG4J_PROP}" = "x" ]  
then  
    ZOO_LOG4J_PROP="INFO,ROLLINGFILE"  
fi

修改後，從新啓動ZooKeeper集羣，查看在ZooKeeper安裝目錄下生成的日誌文件zookeeper.log，發現報如下錯誤：
java.net.NoRouteToHostException: 沒有到主機的路由。
產生上述錯誤的緣由是，系統沒有關閉防火牆，致使ZooKeeper集羣間鏈接不成功。所以須要關閉系統防火牆（爲了防止出錯，在最初的集羣環境配置的時候能夠直接將防火牆關閉），CentOS7關閉防火牆的命令以下：

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

關閉各節點的防火牆後，從新啓動ZooKeeper，再一次查看啓動狀態，發現一切正常了。

7.測試客戶端鏈接

在centos01節點上（其它節點也能夠），進入ZooKeeper安裝目錄，執行如下命令，能夠鏈接ZooKeeper服務器，鏈接成功後能夠輸入ZooKeeper的Shell命令進行操做與測試了。

[hadoop@centos01]$ bin/zkCli.sh -server centos01:2181

8.2 命令行操做

【操做目的】
ZooKeeper的命令行工具相似於Shell。當ZooKeeper服務啓動之後，能夠在其中一臺運行ZooKeeper服務的服務器中輸入如下命令（須要進入ZooKeeper安裝目錄），啓動一個客戶端，鏈接到ZooKeeper集羣：
[hadoop@centos01]$ bin/zkCli.sh -server centos01:2181
鏈接成功後，系統會輸出ZooKeeper的運行環境及配置信息，並在屏幕輸出「Welcome to ZooKeeper」等歡迎信息。以後就可使用ZooKeeper命令行工具了。
【操做步驟】
如下是ZooKeeper命令行工具的一些簡單操做示例：
（1）使用ls命令，能夠查看當前ZooKeeper中所包含的內容：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 4] ls /
[zookeeper]

能夠看到，當前有一個名稱爲zookeeper的Znode節點。
（2）使用create命令，能夠建立一個新的Znode節點。例如，建立一個名爲「zk」的Znode以及在它上面存放的元數據字符串「myData」，命令及輸出信息以下：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 2] create /zk "myData"
Created /zk

（3）使用get命令，能夠查看某個Znode的詳細信息及其包含的元數據字符串。例如，查看Znode節點/zk的詳細信息，命令及輸出信息以下：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 6] get /zk
myData
cZxid = 0x800000002
ctime = Thu Mar 22 10:12:11 CST 2018
mZxid = 0x800000002
mtime = Thu Mar 22 10:12:11 CST 2018
pZxid = 0x800000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 6
numChildren = 0

（4）使用set命令，能夠修改Znode節點的元數據字符串。例如，將Znode節點/zk所關聯的字符串修改成「myDataUpdate」，命令及輸出信息以下：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 10] set /zk "myDataUpdate"
cZxid = 0x800000002
ctime = Thu Mar 22 10:12:11 CST 2018
mZxid = 0x800000005
mtime = Thu Mar 22 10:18:19 CST 2018
pZxid = 0x800000002
cversion = 0
dataVersion = 3
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 12
numChildren = 0

（5）使用delete命令，能夠將某個Znode節點刪除。例如，刪除上面建立的Znode節點/zk，命令以下：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 11] delete /zk

使用ZooKeeper命令行工具也能夠建立有層次的目錄。例如，在/zk節點目錄下建立新的目錄node1，並關聯其元數據爲「nodeData」，命令及輸出信息以下：

[zk: centos01:2181(CONNECTED) 18] create /zk/node1 "nodeData"
Created /zk/node1

8.3 Java API操做

除了可使用命令行方式對ZooKeeper進行操做外，ZooKeeper還提供了Java API操做接口。下面對ZooKeeper的經常使用Java API接口進行介紹。

8.3.1 建立Java工程

在編寫Java API以前，首先須要新建一個ZooKeeper項目。ZooKeeper項目的結構與普通的Java項目同樣，只是依賴的jar包不一樣。
在eclipse中新建一個Maven項目zk_demo（Maven項目的搭建此處不作過多講解），而後在該項目的pom.xml文件中添加如下代碼，以引入ZooKeeper的Java API依賴包：

<dependency>
     <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
     <artifactId>zookeeper</artifactId>
     <version>3.4.9</version>
   </dependency>

配置好pom.xml後，便可進行ZooKeeper Java API的編寫。

8.3.2 建立節點

Zookeeper建立節點不支持遞歸調用，即沒法在父節點不存在的狀況下建立一個子節點，如在/zk0l節點不存在的狀況下建立/zk01/ch01節點；而且若是一個節點已經存在，那麼建立同名節點時，會拋出NodeExistsException異常。
下面咱們建立一個節點/ zk001，節點的元數據爲「zk001_data」，步驟以下：

1.編寫代碼

在新建的zk_demo項目中新建Java類CreatePath.java，完整代碼以下所示：

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;

public class CreatePath {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String connectStr="192.168.170.128:2181,192.168.170.129:2181,192.168.170.130:2181";
        //參數1：服務器鏈接字符串
        //參數2：鏈接超時時間
        //參數3：觀察者對象（回調函數）
        ZooKeeper zk = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);       
        /* 1.CreateMode 取值   
         *  PERSISTENT：持久化節點
         *  PERSISTENT_SEQUENTIAL：順序自動編號的目錄節點
         *  EPHEMERAL：臨時目錄節點，客戶端斷開鏈接時，這種節點會被自動刪除 
         *  EPHEMERAL_SEQUENTIAL：臨時自動編號節點 
         *  */
        String path=zk.create("/zk001", "zk001_data".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        System.out.println(path);
    }
}

2.程序解讀

ZooKeeper zk  = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);

新建一個ZooKeeper對象，傳入三個參數，第一個參數爲以逗號分隔的服務器鏈接字符串，格式：「host:端口」，這裏須要把全部的ZooKeeper服務器的地址都寫上，而不是隻寫其中一臺。ZooKeeper客戶端對象將從鏈接串中挑選任意一個服務器進行鏈接，若是鏈接失敗，將嘗試鏈接另一個服務器，直到創建鏈接。這樣的好處是能保證ZooKeeper服務的高可靠性，防止由於其中一臺機器宕機而致使鏈接失敗。第二個參數爲鏈接超時時間，這裏是3秒。第三個參數爲觀察者對象，鏈接成功後會調用觀察者對象中的回調函數，這裏傳入null便可。

String path=zk.create("/zk001", "zk001_data".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);

調用ZooKeeper對象的建立節點函數，返回建立的節點路徑，並須要傳入四個參數。第一個參數爲節點名稱。第二個參數爲節點數據，須要轉成字節數組。第三個參數爲權限控制，這裏使用ZooKeeper自帶的徹底開放權限Ids.OPEN_ACL_UNSAFE。第四個參數爲建立模式，它是一個枚舉類型，共有四個取值，PERSISTENT（持久化，這個目錄節點存儲的數據不會丟失 ，即客戶端失去鏈接以後不會被自動刪除）、PERSISTENT_SEQUENTIAL（順序自動編號的目錄節點，這種目錄節點在命名上會根據當前已經存在的節點數自動加 1，而後將已經成功建立的目錄節點名返回給客戶端）、EPHEMERAL（臨時目錄節點，客戶端斷開鏈接時，這種節點會被自動刪除）、EPHEMERAL_SEQUENTIAL（臨時自動編號目錄節點，客戶端斷開鏈接時，這種節點也會被自動刪除）。

3.運行程序

直接在eclipse中右擊運行該程序便可。

8.3.3 添加數據

咱們能夠經過調用ZooKeeper對象的setData()函數給節點添加數據，示例代碼以下：

@Test  
    public void setNodeData() throws Exception {  
        String connectStr="192.168.170.128:2181,192.168.170.129:2181,192.168.170.130:2181";
        ZooKeeper zk  = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);  
        Stat stat = zk.setData("/zk002", "zk002_data2".getBytes(), -1);  
        System.out.println(stat.getVersion());
    }

代碼解析：

Stat stat = zk.setData("/zk002", "zk002_data2".getBytes(), -1);

setData函數的第一個參數爲節點路徑。第二個參數爲須要添加的數據，並轉成字節數組。第三個參數爲版本號，-1表明全部版本。

8.3.4 獲取數據

咱們能夠調用ZooKeeper對象的getData()函數，得到指定節點的數據，示例代碼以下：

@Test  
    public void getNodeData() throws Exception {  
        String connectStr="192.168.170.128:2181,192.168.170.129:2181,192.168.170.130:2181";
        ZooKeeper zk  = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);  
        Stat stat=new Stat();
    //返回指定路徑上的節點數據和節點狀態，節點的狀態會放入stat對象中
    byte[] bytes=zk.getData("/zk002", null, stat);
    System.out.println(new String(bytes));
    }

上述代碼獲取了節點/zk002的數據，並且轉成了字符串進行了輸出，並將節點/zk002的狀態放入了對象stat中。如需查看狀態信息，能夠從對象stat中進行輸出查看。
能夠看到，在getData函數的第二個參數，傳入的是null，也能夠指定一個觀察者對象watcher，對節點數據的變化進行監聽，一旦有數據改變，就會觸發watcher指定的回調函數。咱們對上方代碼加入觀察者後，示例代碼以下：

@Test  
    public void getNodeDataWatch() throws Exception {  
        String connectStr="192.168.170.128:2181,192.168.170.129:2181,192.168.170.130:2181";
        ZooKeeper zk  = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);  
        Stat stat=new Stat();
        //返回指定路徑上的節點數據和節點狀態，節點的狀態會放入stat對象中
        byte[] bytes=zk.getData("/zk002", new Watcher(){
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                System.out.println(event.getType());
            }
            
        }, stat);
        System.out.println(new String(bytes));
        
        //改變節點數據，觸發watch
        zk.setData("/zk002", "zk002_data_testwatch".getBytes(), -1); 
        
        //爲了驗證是否觸發了watch，不讓程序結束
        while(true){
            Thread.sleep(3000);
        }
        
    }

代碼分析：

public void process(WatchedEvent event) {
    System.out.println(event.getType());
}

process 方法是 Watcher 接口中的一個回調方法，當 ZooKeeper 向客戶端發送一個 Watcher 事件通知時，客戶端就會對相應的 process 方法進行回調，從而實現對事件的處理。
process 方法包含 WatcherEvent 類型的參數，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），ZooKeeper 使用 WatchedEvent 對象來封裝服務端事件並傳遞給 Watcher，從而方便回調方法 process 對服務端事件進行處理。
上述代碼經過System.out.println(event.getType());輸出服務端的事件類型，輸出結果爲NodeDataChanged。從結果單詞的含義可知，節點數據被改變了。

while(true){
    Thread.sleep(3000);
}

爲了可以更好的驗證是否觸發了watch，不讓程序一次執行到底，從而加入了上方代碼，讓程序一直停留在此處。

8.3.5 刪除節點

咱們能夠經過調用ZooKeeper對象的delete()函數，對指定路徑節點進行刪除。示例代碼以下：

@Test
    public void deletePath() throws Exception{
        String connectStr="192.168.170.128:2181,192.168.170.129:2181,192.168.170.130:2181";
        ZooKeeper zk  = new ZooKeeper(connectStr, 3000, null);  
        //刪除節點 
        zk.delete("/zk001", -1);
    }

上述代碼中，delete函數須要傳入兩個參數，第一個參數爲須要刪除的節點路徑。第二個參數爲節點版本，若是是-1則表明刪除全部版本。

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