实战：Zookeeper 简介和单点部署ZooKeeper

Zookeeper 简介

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，它是Apache软件基金会下的一个项目，旨在解决分布式系统中的协调和管理问题。以下是ZooKeeper的详细简介：

一、基本定义

ZooKeeper是一个分布式的、开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和HBase的重要组件。
它以Fast Paxos算法为基础，提供了一个简单而强大的分布式环境，可用于构建和管理大规模分布式系统。

二、主要功能

ZooKeeper提供了多种核心功能来实现分布式系统的协调和管理，包括但不限于：

配置管理：ZooKeeper可以用来管理分布式系统的配置信息。各个节点可以从ZooKeeper中获取配置信息，这样当配置变化时，所有节点可以及时感知并进行相应调整。
命名服务：ZooKeeper可以用作命名服务，类似于分布式的文件系统。它允许应用程序在ZooKeeper上创建、删除和查找节点，从而实现简单的命名空间管理。
分布式锁：ZooKeeper提供了分布式锁的支持，允许多个节点在共享资源上进行协调，从而避免并发访问冲突。
分布式队列：ZooKeeper可以实现分布式队列，用于在多个节点之间传递消息和任务。
分布式通知：ZooKeeper的Watcher机制可以让客户端监视节点的变化，并在节点状态发生变化时接收通知，实现分布式的事件触发和通知机制。
Leader选举：在ZooKeeper集群中，ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）协议用于选举Leader节点，Leader负责处理所有客户端的写请求，并将更改广播给其他Follower节点。

三、数据模型

ZooKeeper的数据模型的结构与Linux文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。
在Zookeeper中，znode是一个跟Unix文件系统路径相似的节点，可以往这个节点存储或获取数据。如果在创建znode时Flag设置为EPHEMERAL，那么当创建这个znode的节点和Zookeeper失去连接后，这个znode将不再存在在Zookeeper里。

四、特点

高效性：ZooKeeper提供了高性能的分布式协调服务。
可靠性：ZooKeeper通过其独特的选举机制和数据复制策略，保证了数据的一致性和服务的可靠性。
一致性：ZooKeeper提供强一致性保证，确保在分布式环境中各个节点的数据状态是一致的。

五、应用场景

ZooKeeper在分布式系统中有广泛的应用场景，包括但不限于：

分布式数据库、分布式缓存、分布式计算等各种分布式应用的协调和管理。
实时掌握分布式系统中每个节点的状态，并根据节点状态进行动态调整和优化。
分布式系统中的服务注册与发现、负载均衡等。

六、总结

ZooKeeper作为一个分布式协调服务，为分布式系统提供了高可用性、高性能和强一致性的数据存储和协调能力。它是构建分布式系统和服务的重要基础设施，广泛应用于各种分布式应用中。

单点部署ZooKeeper

ZooKeeper单点部署相对简单，主要适用于测试环境或小规模应用场景。以下是ZooKeeper单点部署的详细步骤：

一、环境准备

硬件环境：
- 准备一台服务器或虚拟机，确保其性能满足ZooKeeper运行的基本需求。
软件环境：
- 确保已安装Java环境（JDK 1.8或更高版本），因为ZooKeeper是用Java编写的。
- 安装wget（如果需要通过wget命令下载ZooKeeper安装包）。

二、下载ZooKeeper安装包

访问ZooKeeper官网（http://zookeeper.apache.org/）下载最新稳定版本的ZooKeeper安装包。
使用wget命令下载（如果服务器可以连接公网）：
```
wget https://dlcdn.apache.org/zookeeper/zookeeper-版本号/apache-zookeeper-版本号-bin.tar.gz
```
注意替换“版本号”为实际下载的ZooKeeper版本号。

三、安装ZooKeeper

解压安装包：

将下载的ZooKeeper安装包解压到指定目录，例如/usr/local/zookeeper。
```
tar -zxvf apache-zookeeper-版本号-bin.tar.gz -C /usr/local/zookeeper
```
创建软连接（可选）：

为了方便操作，可以创建一个指向ZooKeeper安装目录的软连接。
```
ln -s /usr/local/zookeeper/apache-zookeeper-版本号-bin /usr/local/zookeeper/zk
```

四、配置ZooKeeper

修改配置文件：
- 主要配置项包括dataDir（数据目录）、clientPort（客户端端口）等。
- 如果需要，还可以配置其他高级选项，如tickTime、initLimit、syncLimit等。
- 进入ZooKeeper的conf目录，将zoo_sample.cfg文件复制一份并重命名为zoo.cfg。
- 使用文本编辑器（如vim）打开zoo.cfg文件，根据需要进行修改。

如下图所示：

这里只修改了dataDir这个目录，其中data目录需要手动创建。

tickTime：心跳时间，为了确保连接存在的，以毫秒为单位，最小超时时间为两个心跳时间initLimit：多少个心跳时间内，允许其他server连接并初始化数据，如果ZooKeeper管理的数据较大，则应相应增大这个值syncLimit：多少个tickTime内，允许follower同步，如果follower落后太多，则会被丢弃dataDir：用于存放内存数据库快照的文件夹，同时用于集群的myid文件也存在这个文件夹里clientPort：服务的监听端口，默认2181maxClientCnxns：最大并发客户端数，用于防止DOS的，默认值是10，设置为0或不设置是不加限制

2. 创建数据目录

确保zoo.cfg中指定的dataDir目录存在，如果不存在，则需要手动创建。

五、启动ZooKeeper服务

启动服务：
- 切换到ZooKeeper的bin目录下。
- 执行./zkServer.sh start命令启动ZooKeeper服务。
检查服务状态：
- 执行./zkServer.sh status命令检查ZooKeeper服务的状态。
- 如果服务成功启动，状态将显示为“standalone”或类似的表示单点运行的信息。

六、验证ZooKeeper服务

使用ZooKeeper客户端工具：

可以使用ZooKeeper自带的客户端工具（如zkCli.sh）连接到ZooKeeper服务。
执行一些基本操作（如创建、读取、更新、删除节点）来验证ZooKeeper服务是否正常工作。

七、注意事项

防火墙和安全组：确保ZooKeeper的通信端口（默认是2181）在防火墙或安全组中是开放的。
监控和日志：建议配置适当的监控和日志记录机制，以便在出现问题时能够及时发现和解决。
备份和恢复：虽然单点部署的ZooKeeper没有集群的容错能力，但定期备份数据仍然是一个好习惯。

通过以上步骤，您可以成功部署一个ZooKeeper单点实例，并使其在生产环境或测试环境中稳定运行。然而，需要注意的是，单点部署的ZooKeeper在容错性和高可用性方面存在限制，因此在生产环境中建议部署ZooKeeper集群以提高系统的稳定性和可靠性。