前言
前不久研究了下Zookeeper，感觉挺不错的，这几天把成果总结下，方便记忆。
今天先简单介绍下它的安装使用和一些特性吧。
ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
正文
Zookeeper的安装与配置
首先需要下载安装包。
点击这里 我们可以通过镜像的方式将压缩包下载下来。
解压到合适目录，进入到zookeeper目录下的conf目录，需要新建zoo.cfg文件，可以看到里面有一个zoo_sample.cfg文件，可以作为我们的配置参考。
我们来看下它里面的一些常用参数：
tickTime=2000
指Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。单位毫秒
initLimit=10
此配置表示，允许 follower（相对于 leader 而言）连接并同步到 leader 的初始化连接时间，它以 tickTime 的倍数来表示。当超过设置倍数的 tickTime 时间，则连接失败。
syncLimit=5
此配置表示，leader 与 follower 之间发送消息，请求和应答时间长度。如果 follower 在设置的时间内不能与leader 进行通信，那么此 follower 将被丢弃。
dataDir=D:/zookeeper1/zookeeper/data
数据存储快照的地址
dataLogDir=D:/zookeeper1/zookeeper/log
数据库事务日志地址，如果不设置此项，默认dataDir的地址
clientPort=2181
供客户端连接的端口，对外提供的端口
server.10=127.0.0.1:2888:3888
集群模式下需要的配置（单机不需要） server.A = B:C:D
A：表示这是第几号服务器
B：服务器的 IP 地址
C：集群内机器通讯使用（Leader监听此端口）
D：一旦集群中的 Leader 服务器挂了，需要一个端口重新进行选举，选出一个新的 Leader
Zookeeper的启动和使用
看完上面配置后，我们先配置单机zookeeper对其简单使用。
进入到zookeeper bin目录下，我们可以看到一些脚本，分为cmd脚本和sh脚本。
zkCleanup 清理Zookeeper历史数据脚本，包括日志文件和快照数据文件
zkCli Zookeeper的客户端脚本
zkEnv 设置Zookeeper的环境变量脚本
zkServer Zookeeper服务器的启动、停止、和重启脚本
启动Zookeeper
Windows操作：
进入到bin目录下，执行如下命令：
zkServer
可以启动zookeeper服务。（需要注意windows下dataDir路径支持/和\\，但使用\会出现问题。）
下图是我公司电脑（Windows）上的zookeeper启动图。
Linux/Mac/Unix操作：
进入到bin目录下，执行如下命令：
./zkServer.sh start
可以启动zookeeper服务。
停止Zookeeper
Windows操作：
直接可以Ctrl+C结束命令。
Linux/Mac/Unix操作：
./zkServer.sh stop
PS:杀进程也可以结束，不推荐
连接Zookeeper
Windows操作：
进入到bin目录下，执行如下命令：
zkCli -server localhost:2181
可以连接到zookeeper服务。
下图是Windows电脑上连接到zookeeper服务的图。
Linux/Mac/Unix操作：
进入到bin目录下，执行如下命令：
./zkCli.sh -server localhost:2181
可以连接到zookeeper服务。
Zookeeper常用命令
在zookeeper客户端，使用help可以查看可以使用的命令。
我们说几个比较常用的命令。
创建节点：
create [-s] [-e] path data acl
使用此命令可以创建一个zookeeper节点。
其中，-s或-e分别指定节点特性，顺序或临时节点，若不指定，则表示持久节点；acl用来进行权限控制。
create -s /zk-test test
表示创建顺序节点zk-test。
可以看到创建的zk-test节点后面添加了一串数字以示区别顺序。
create -e /zk-temp test
表示创建临时节点。临时节点在客户端断开连接后会自动删除。
可以看到创建临时节点重新登陆后节点已被删除。
create /zk-permanent test
创建永久节点zk-permanent。
读取节点：
ls path [watch]
可以列出节点下面的所有子节点。
get path [watch]
可以获取根节点数据内容和属性信息。
ls2 path [watch]
列出节点信息。
如下图：
更新节点：
set path data [version]
我们将zk-permanent节点下的数据test变为test1。
可以看到dataVersion也发生了变化，用来表示已经进行了更新。
删除节点：
delete path [version]
我们删除刚才创建的zk-permanent节点。
可以看到节点已经被删除。
PS：若删除节点存在子节点，那么无法删除该节点，必须先删除子节点，再删除父节点。
Zookeeper部署模式
Zookeeper的部署模式一般分为3种，单机模式、伪集群模式、集群模式。
单机模式
单个Zookeeper服务，如上面所述。
伪集群模式
所谓伪集群, 是指在单台机器中启动多个zookeeper进程, 并组成一个集群。
以3个zookeeper服务进程为例。
需要有3个zookeeper项目。
三个项目配置特殊的地方：
zookeeper1配置：
1 | dataDir=D:/zookeeper1/zookeeper/data |
zookeeper2配置：
1 | dataDir=D:/zookeeper2/zookeeper/data |
zookeeper3配置：
1 | dataDir=D:/zookeeper3/zookeeper/data |
在同一台机器上，3者的端口号不能相同，不然出现端口冲突。
集群模式
集群模式下配置和伪集群相似。
服务器1配置：
1 | tickTime=2000 |
由于不在一个服务器上，故服务器2，服务器3也如上面的配置即可，它们3个唯一不同的地方是dataDir文件夹里面的myid文件，代表着服务器各自的编号。
Zookeeper特性
由上面内容，我们汇总说下Zookeeper的一些性质。
类文件系统（数据节点）
Zookeeper有类似于Unix文件系统的节点。它可以自由创建、修改和删除子目录，这些目录项被称为znode，znode可以存储数据。
Zookeeper有4种类型的znode：
1. PERSISTENT
持久化目录节点，客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在
2. PERSISTENT_SEQUENTIAL
持久化顺序编号目录节点，客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
3. EPHEMERAL
临时目录节点，客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除
4. EPHEMERAL_SEQUENTIAL
临时顺序编号目录节点，客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
通知机制
客户端注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化（数据改变、被删除、子目录节点增加删除）时，zookeeper会通知客户端。这是非常重要的一条性质。
高可用性
zookeeper的高可用性通过zookeeper集群实现。
Zookeeper一般有三种集群角色：
Leader（领导者）
Follower（跟随者）
Observer（观察者）
一个 ZooKeeper 集群同一时刻只会有一个 Leader，其他都是 Follower 或 Observer。
ZooKeeper 默认只有 Leader 和 Follower 两种角色，没有 Observer 角色。为了使用 Observer 模式，在任何想变成Observer的节点的配置文件中加入 peerType=observer 并在所有 server 的配置文件中，配置成 observer 模式的 server 的那行配置追加 :observer即可。
ZooKeeper 集群的所有机器通过一个 Leader 选举过程来选定一台机器作为Leader，Leader服务器为客户端提供读和写服务。Follower 和 Observer 都能提供读服务，不能提供写服务。两者唯一的区别在于，Observer机器不参与 Leader 选举过程，也不参与写操作的过半写成功策略，因此 Observer 可以在不影响写性能的情况下提升集群的读性能。
我们简单来看下：
我在自己的Mac机器上创建了4个zookeeper服务并启动（伪集群），其中一个是Observer，另三个其中一个是Leader，其它两个Follower。（3台机器中谁是Leader是选举出来的，一般情况下先启动的会成为Leader）。
配置如下(关键配置)：
1 | # zookeeper1的配置，myid文件里值为1 |
启动后查看它们的角色：
可以看到zookeeper2是leader，我们停掉zookeeper2.
可以看到leader变成了zookeeper3.
我们继续把zookeeper3停掉。
可以发现zookeeper集群已经不能正常运行了。
zookeeper在执行增删改操作时，只要有半数以上服务器通过，就可以成功执行（不包括observer服务器）
半数以上投票通过：可以这样理解，客户端的增删改操作无论访问到了哪台zookeeper服务器，最终都会被转发给leader服务器，再由leader服务器分给zookeeper集群中所有follower服务器去投票（投票指的是在内存中做增删改操作），半数投票通过就被认为操作可执行（commit），否则不可执行。
由于在增删改操作中需要半数以上服务器通过，来分析以下情况。
2台服务器，至少2台正常运行才行，正常运行1台服务器都不允许挂掉。
3台服务器，至少2台正常运行才行，正常运行可以允许1台服务器挂掉。
4台服务器，至少3台正常运行才行，正常运行可以允许1台服务器挂掉。
......
故上面例子当挂掉两台服务器时，zookeeper服务已经不能正常运行了。
由上面可以知道，2n-1台服务器和2n台服务器都最多允许n-1台服务器挂掉（n>=2）。
一般为了节省资源，环境基本配置奇数2n-1台服务器（不包括observer）。
Zookeeper应用场景
Zookeeper的应用场景还是很多的，如：
1.命名服务
2.分布式协调服务/通知
3.数据发布与订阅（配置中心）
4.Master选举
5.分布式锁
等。
我会在后面结合例子研究zookeeper的一些应用场景。
结语
通过对Zookeeper的一些学习，明白了Zookeeper的一些特点用途，了解了一些简单操作，还是蛮不错的一次学习过程。
