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該系列博文會告訴你什麼是分散式系統，這對後端工程師來說是很重要的一門學問，我們會逐步瞭解常見的分散式技術、以及一些較為常見的分散式系統概念，同時也需要進一步瞭解zookeeper、分散式事務、分散式鎖、負載均衡等技術，以便讓你更完整地瞭解分散式技術的具體實戰方法，為真正應用分散式技術做好準備。

如果對本系列文章有什麼建議，或者是有什麼疑問的話，也可以關注公眾號【Java技術江湖】聯絡作者，歡迎你參與本系列博文的創作和修訂。

## 4.1 配置檔案

ZooKeeper安裝好之後，在安裝目錄的conf資料夾下可以找到一個名為“**zoo_sample.cfg**”的檔案，是ZooKeeper配置檔案的模板。

ZooKeeper啟動時，會預設載入“conf/zoo.cfg”作為配置檔案，所以需要將“**zoo_sample.cfg**”複製一份，命名為“**zoo.cfg**”，然後根據需要設定裡面的配置項。

配置項很簡單，說明如下：

tickTime=2000

這個時間是作為 ZooKeeper伺服器之間或客戶端與伺服器之間維持**心跳的時間間隔**，也就是每個 tickTime 時間就會傳送一個心跳。單位為毫秒。

initLimit=10

這個配置項是用來配置 Leader接受Follower 初始化連線時**最長能忍受多少個心跳時間間隔數**。當已經超過 10 個心跳的時間（也就是 tickTime）長度後 Leader還沒有收到Follower的返回資訊，那麼表明這個Follower連線失敗。總的時間長度就是 5*2000=10 秒。

syncLimit=5

這個配置項標識 Leader 與 Follower 之間傳送訊息，**請求和應答時間長度，最長不能超過多少個tickTime 的時間長度**，總的時間長度就是5*2000=10 秒。

dataDir=/tmp/zookeeper

顧名思義就是 **ZooKeeper儲存資料的目錄**，用於存放記憶體資料庫快照的資料夾，同時用於叢集的myid檔案也存在這個資料夾裡。預設情況下，ZooKeeper 將寫資料的日誌檔案也儲存在這個目錄裡。注意：一個配置檔案只能包含一個dataDir字樣，即使它被註釋掉了。

clientPort=2181

這個埠就是客戶端連線 ZooKeeper伺服器的**埠**，ZooKeeper 會監聽這個埠，接受客戶端的訪問請求。

maxClientCnxns=60

**最大的客戶端連線數**，預設為60.

autopurge.snapRetainCount=3

autopurge.purgeInterval=1

客戶端在與ZooKeeper互動過程中會產生非常多的日誌，而且ZooKeeper也會將記憶體中的資料作為snapshot儲存下來，這些資料是不會被自動刪除的，這樣磁碟中這些資料就會越來越多。不過可以透過這兩個引數來設定，讓zookeeper自動刪除資料。autopurge.purgeInterval就是**設定多少小時清理一次**。而autopurge.snapRetainCount是**設定保留多少個snapshot，之前的則刪除**。

## 4.2 服務端命令

“zkServer.sh”指令碼用於執行Zookeeper的啟動、停止及狀態檢視等操作

利用“zkServer.sh help”命令，可以檢視支援的引數：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094506241?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，“zkServer.sh”可以附帶的引數有：

（1）start：用於啟動服務端

（2）stop：用於停止服務端

（3）restart：用於重啟服務端

（4）status：用於檢視服務端狀態

以及用於前臺啟動、更新等操作的其他引數。

例如，使用命令“**zkServer.sh start**”啟動ZooKeeper服務端，該命令後面可以附帶引數，用於指定配置檔案的路徑，比如“zkServer.sh start ../conf/ZooKeeper.cfg”,代表使用ZooKeeper.cfg作為配置檔案，如果不指定路徑，預設載入“conf/zoo.cfg”檔案：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094527607?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

使用**“zkServer.sh stop**”停止服務端：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094541826?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

## 4.3 客戶端命令

使用命令“**zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181**”可以連線到IP為“127.0.0.1”，埠為“2181”的ZooKeeper伺服器。如果連線本機的2181埠，則後面的引數可以省略。如：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094633014?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

此時，輸入“help”可以檢視命令引數：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094654858?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

### 4.3.1 檢視節點列表

在前面已經提到過，ZooKeeper維護者一個樹形的資料結構，根節點為“/”。

“**ls path**”用於檢視路徑path下的所有直接子節點：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094740687?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，系統初始化的時候，根節點下會自動建立一個名為“zookeeper”的節點，用於儲存ZooKeeper的管理資訊。所以使用者不能再根節點下建立同名的子節點。

### 4.3.2 建立新節點

“create path data”用於在path路徑下建立一個新節點，攜帶資料data。

例如，在根節點下新建一個名為“firstNode”節點，儲存的資料為“HelloWorld”：

./zkClient.sh -server 127.0.01

create /firstNode HelloWorld

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094755539?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

### 4.3.3 檢視節點資料

“get path”用於獲取path節點下的資料，例如：

get /firstNode

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094814110?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

除了返回節點儲存的資料之外，還有一系列的元資訊，如代表節點建立時間的“cZxid”、“ctime”（兩種表示方法）；節點的修改時間“mZxid”、“mtime”等。

### 4.3.4 修改節點資料

“**set path data** ”用於將path節點下的資料更改為data。

如，將“/firstNode”下的資料更改為“WorldHello”：

set /firstNode WorldHello

![](https://img-blog.csdn.net/20161026095005321?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

### 4.3.5 刪除節點

“delete path”用於刪除path節點。

如，刪除“/firstNode”節點：

delete /firstNode

![](https://img-blog.csdn.net/20161026094832782?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

此外，還有用於設定節點ACL、檢視節點狀態等其他命令，需要時可以查閱相關手冊。

## 4.4 ZooKeeper四字命令

ZooKeeper 支援某些特定的四字命令字母與其的互動。它們大多是查詢命令，用來獲取 ZooKeeper 服務的當前狀態及相關資訊。使用者在客戶端可以透過 telnet 或 nc 向 ZooKeeper 提交相應的命令。

如:

**ZooKeeper四字命令**

conf

**功能描述**

輸出相關服務配置的詳細資訊

cons

列出**所有連線到伺服器的客戶端的完全的連線 / 會話的詳細資訊**。包括“接受 / 傳送”的包數量、會話 id 、操作延遲、最後的操作執行等等資訊

dump

列出**未經處理的會話和臨時節點**

envi

輸出關於**服務環境的詳細資訊**（區別於 conf 命令）

reqs

列出**未經處理的請求**

ruok

測試服務是否處於正確狀態。如果確實如此，那麼服務返回“ imok ”，否則不做任何相應

stat

輸出關於**效能和連線的客戶端的列表**

wchs

列出**伺服器 watch 的詳細資訊**

wchc

透過 **session** 列出伺服器 watch 的詳細資訊，它的輸出是一個與 watch 相關的會話的列表

wchp

透過**路徑**列出伺服器 watch 的詳細資訊。它輸出一個與 session 相關的路徑

* * *

例如，檢視配置資訊：

“echo conf | nc 127.0.0.1 2181”：

nc為“NetCat”工具提供的命令，通常的Linux發行版中都帶有NetCat。NetCat在網路工具中有“瑞士刀”美譽，被設計為一個簡單、可靠的網路工具，可透過TCP或UDP協議傳輸讀寫資料。

該命令的意思為，將“conf”命令傳遞給127.0.0.1的2181埠（即本機的ZooKeeper服務埠），並將響應列印出來：

![](https://img-blog.csdn.net/20161026095053040?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

在一臺機器上運營一個ZooKeeper例項，稱之為單機（Standalone）模式。單機模式有個致命的缺陷，一旦唯一的例項掛了，依賴ZooKeeper的應用全得完蛋。

實際應用當中，一般都是採用叢集模式來部署ZooKeeper，叢集中的Server為奇數（**2N+1**）。只要叢集中的多數（大於N+1臺）Server活著，叢集就能對外提供服務。

在每臺機器上部署一個ZooKeeper例項，多臺機器組成叢集，稱之為完全分散式叢集。此外，還可以在僅有的一臺機器上部署多個ZooKeeper例項，以偽叢集模式執行。

## 5.1 叢集配置

下面我們來建一個3個例項的zookeeper偽分散式叢集。

首先，需要為三個例項建立不同的配置檔案：

<pre>zk1.cfg的配置項如下：

tickTime=2000

initLimit=10

syncLimit=5

dataDir=/zk1/dataDir

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</pre>

<pre>zk2.cfg的配置項如下：

tickTime=2000

initLimit=10

syncLimit=5

dataDir=/zk2/dataDir

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</pre>

<pre>zk3.cfg的配置項如下：

tickTime=2000

initLimit=10

syncLimit=5

dataDir=/zk3/dataDir

clientPort=2183

server.1=127.0.0.1:2888:3888

server.2=127.0.0.1:2889:3889

server.3=127.0.0.1:2890:3890</pre>

因為部署在同一臺機器上，所以每個例項的dataDir、clientPort要做區分，其餘配置保持一致。

需要注意的是，叢集中所有的例項作為一個整體對外提供服務，叢集中每個例項之間都互相連線，所以，每個配置檔案中都要列出所有例項的對映關係。

在每個配置檔案的末尾，有幾行“server.A=B：C：D”這樣的配置，其中， **A** 是一個數字，表示這個是**第幾號伺服器**；B 是這個伺服器的 **ip 地址**；C 表示的是這個**伺服器與叢集中的 Leader 伺服器交換資訊的埠**；D 表示的是萬一叢集中的 Leader 伺服器掛了，需要一個埠來重新進行選舉，選出一個新的 Leader，而這個埠就是用來執行**選舉時伺服器相互通訊的埠**。如果是偽叢集的配置方式，由於 B 都是一樣，所以不同的 Zookeeper 例項通訊埠號不能一樣，所以要給它們分配不同的埠號。

除了修改 zoo.cfg 配置檔案，叢集模式下還要配置一個**myid**檔案，這個檔案**在 dataDir 目錄下，檔案裡只有一個資料，就是 A 的值**(第幾號伺服器)，Zookeeper 啟動時會讀取這個檔案，拿到裡面的資料與配置資訊比較從而判斷到底是那個 Server。

**上例中，需要在每個例項各自的dataDir目錄下，新建myid檔案，分別填寫“1”、“2”、“3”。**

## 5.2 叢集啟動

依次啟動三個例項：

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092116131?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

檢視Server狀態：

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092128275?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，現在的叢集中，zk2充當著Leader角色，而zk1與zk3充當著Follower角色。

使用三個客戶端連線三個Server，在zk1的客戶端下，新增“/newNode”節點，儲存資料“zk1”：

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092143725?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

在zk2的客戶端與檢視該節點：

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092201291?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

在zk3的客戶端與檢視該節點：

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092213463?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，叢集中的Server保持著資料同步。

## 5.3 叢集容災

如果我們把身為Leader的zk2關閉，會發生什麼呢？

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092228400?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，叢集自動完成了切換，zk3變成了Leader。實際應用中，如果叢集中的Leader當機了，或者Leader與超過半數的Follower失去聯絡，都會觸發ZooKeeper的選舉流程，選舉出新的Leader之後繼續對外服務。

如果我們再把zk3關閉，會發生什麼呢？

![](https://img-blog.csdn.net/20161027092241119?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center)

可見，關閉zk3以後，由於叢集中的可用Server只剩下一臺（達不到叢集總數的半數以上），**叢集將處於不可用的狀態。**

搞懂分散式技術5：Zookeeper的配置與叢集管理實戰

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