ZooKeeper 是大型分布式系统中可靠的协调系统,它以树状结构存储数据,以领导选举和信息同步机制保证了集群的高可用性,以事件通知机制协助事件订阅者及时捕获数据的变化,可协助实现 Dubbo、Kafka 等架构。本文以 centos 和 windows 为例,总结了 ZooKeeper 集群的部署操作,并以自带的脚本命令操作其数据。
1.概述
ZooKeeper 是 Hadoop 的一个子项目,是大型分布式系统中可靠的协调系统。分布式应用程序以此实现更高级别的服务,可用于分布式系统的配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等:
用于 Dubbo: 作为配置中心;
用于 Kafka: 作为 Broker/Producer/Consumer 共享的配置中心。
官网首页: https://zookeeper.Apache.org/
官网文档: https://zookeeper.apache.org/doc/current/
1.1 ZAB协议
集群间通过 ZAB(ZooKeeper Atomic Broadcast)协议保持数据一致性,该协议包括两个阶段:
1.1.1 领导选举(Leader Election)
选举出一个 Leader(所有写操作传送给 Leader),其他机器被称为 Follower;
当前 Leader 崩溃或失去大多数 Follower 后,会选举出新的 Leader;
1.1.2 信息同步(Atomic broadcast)
用于同步 Leader 与 Follower 之间的信息,保证数据一致。
1.2 内部原理
https://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperOver.html
存储方式与标准文件系统非常相似,每个节点称作 znode,本身包含数据,还可以拥有子节点。
客户端以TCP连接一台节点,该节点故障时,客户端会切换至其他节点。
客户端可以订阅某些节点的事件(watcher机制),当节点内容或其子节点有变化时,客户端会收到通知。
1.3 系统要求
ZooKeeper 以 JAVA 版本运行,Java 版本要求为 1.6+;
支持的操作系统包括: GNU/linux, Solaris, FreeBSD, Windows。
2.Linux 下安装
https://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperStarted.html
2.1 下载并解压(35M)
# https://archive.apache.org/dist/zookeeper/ # https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/ wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/zookeeper-3.4.11.tar.gz sudo rm -rf /opt/zookeeper-3.4.11 sudo tar -zxf zookeeper-3.4.11.tar.gz -C /opt sudo chown -R root:root /opt/zookeeper-3.4.11 sudo rm -rf /opt/zookeeper-3.4.11/bin/*.cmd
2.2 设置环境变量
## sudo vim /etc/profile ## 所有用户有效 export ZOOKEEPER_HOME=/opt/zookeeper-3.4.11 export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin
文件保存后,Linux用户重新登录后生效。
2.3 准备目录与配置文件
# sudo vim $ZOOKEEPER_HOME/bin/zkInit.sh # sudo -E sh $ZOOKEEPER_HOME/bin/zkInit.sh for INDEX in {1..3}; do sudo rm -rf $ZOOKEEPER_HOME/{data,logs}/$INDEX sudo mkdir -p $ZOOKEEPER_HOME/{data,logs}/$INDEX echo $INDEX | sudo tee $ZOOKEEPER_HOME/data/$INDEX/myid > /dev/null # zoo.cfg 参考: grep -v "^#" $ZOOKEEPER_HOME/conf/zoo_sample.cfg cat > $ZOOKEEPER_HOME/conf/zoo-$INDEX.cfg << EOF tickTime=2000 ## ZooKeeper 的最小时间单位(ms) initLimit=10 ## 投票选举新 leader 的初始化时间(以 tickTime 为单位) syncLimit=5 ## Leader 检测 Follower 可用性心跳的超时时间(以 tickTime 为单位) clientPort=218$INDEX ## 客户端用来连接 ZooKeeper 的端口 dataDir=$ZOOKEEPER_HOME/data/$INDEX ## 数据目录(存储内存数据库快照) dataLogDir=$ZOOKEEPER_HOME/logs/$INDEX ## 日志目录(存储事务日志) server.1=localhost:2281:2291 server.2=localhost:2282:2292 server.3=localhost:2283:2293 EOF done
其中的 clientPort=218$INDEX 是提供给客户端连接的端口(2181,2182,2183);
其中的 server.N = hostname : port1 : port2:
必须生成文件 $ZOOKEEPER_HOME/data/%n/myid,其内容为 zoo.cnf 中的 N(服务器ID), 否则抛出异常 java.lang.IllegalArgumentException: $ZOOKEEPER_HOME/data/{n}/myid file is missing
2.4 服务的配置并启动
## sudo vim /usr/lib/systemd/system/zookeeper@.service ## 其中的 %i 将来会被替换为具体的 1/2/3 [Unit] Description=ZooKeeper After=syslog.target network.target [Service] Type=forking Environment="ZOOCFG=zoo-%i.cfg" ExecStart=/opt/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh start ExecStop=/opt/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh stop [Install] WantedBy=multi-user.target
配置为自动启动,并立即启动:
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable zookeeper@{1,2,3} sudo systemctl start zookeeper@{1,2,3} sudo netstat -natp | grep LISTEN | grep -E "218|228|229" # sudo systemctl stop zookeeper@{1,2,3}
2.5 防火墙放行
如果非本机应用需要连接 ZooKeeper,必须把所有 clientPort 端口放行。
### sudo vim /etc/sysconfig/iptables -A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 2181 -j ACCEPT -A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 2182 -j ACCEPT -A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 2183 -j ACCEPT ### 重启生效: sudo systemctl restart iptables
2.6 客户端验证
zkCli.sh -server localhost:2181 ## 进入命令行状态 help ## 显示所有命令格式 quit ## 退出命令行状态 history ## 显示历史命令 ls path [watch] createpath data acl delete path [version] set path data [version] get path [watch] stat path [watch] sync path listquota path setquota -n|-b val path delquota [-n|-b] path addauth scheme auth setAcl path acl getAcl path printwatches on|off redo cmdno
也可集连接和命令于一行:
zkCli.sh -server localhost:2181 ls /
2.7 清空数据【慎用】
sudo systemctl stop zookeeper@{1,2,3} sudo rm -rf $ZOOKEEPER_HOME/{logs,data}/{1,2,3}/version-* sudo systemctl start zookeeper@{1,2,3}
2.8 卸载服务【慎用】
sudo systemctl stop zookeeper@{1,2,3} sudo systemctl disable zookeeper@{1,2,3} sudo rm -rf $ZOOKEEPER_HOME
3.Windows 下安装(可用于开发)
3.1 下载
https://archive.apache.org/dist/zookeeper/
https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/
https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/zookeeper-3.4.11.tar.gz
3.2 安装
3.2.1 解压
3.2.2 修改系统环境变量
set ZOOKEEPER_HOME={???}zookeeper-3.4.11 set PATH=%ZOOKEEPER_HOME%bin
3.2.3 修改 confzoo-%n.cfg
cd/d %ZOOKEEPER_HOME% del /q bin*.sh rd/s/q data logs for %n in (1,2,3) do @mkdir logs%n for %n in (1,2,3) do @mkdir data%n for %n in (1,2,3) do @echo %n> data%nmyid for %n in (1,2,3) do @copy/b confzoo_sample.cfg confzoo-%n.cfg
修改文件 confzoo-%n.cfg 如下(分别替换其中的 %n 为 1,2,3):
tickTime=2000 initLimit=10 syncLimit=5 clientPort=218%n dataDir=D:/Software/Architecture/zookeeper-3.4.11/data/%n dataLogDir=D:/Software/Architecture/zookeeper-3.4.11/logs/%n server.1=localhost:2281:2291 server.2=localhost:2282:2292 server.3=localhost:2283:2293
参数说明与 Linux 中相关内容一样。
3.2.4 修改脚本
删除 binzkEnv.cmd 中的 set ZOOCFG=%ZOOCFGDIR%zoo.cfg 一行;
for %n in (1,2,3) do @copy/b binzkServer.cmd binzkServer%n.cmd
修改各个文件 zkServer%n.cmd 在 call "%~dp0zkEnv.cmd" 之前加一行:
set ZOOCFG=%~dp0%..confzoo-%n.cfg,注意替换 %n 分别为 1/2/3
3.3 启动服务
zkServer1.cmd zkServer2.cmd zkServer3.cmd
3.4 客户端验证
zkCli.cmd -server centos:2181 ## 连接 Linux 上服务 zkCli.cmd -server localhost:2181 ## 连接本机上服务 ## 更多内容参见前面 Linux 中相应部分
4.集群部署(生产环境)
管理员指南: https://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html