ZooKeeper 1 简介： ZooKeeper 是一个为分布式应用所设计的分布的、开源的协调服务。分布式的应用可以建立在同步、配置管理、分组和命名等服务的更高级别的实现的基 础之上
ZooKeeper
1 简介：
ZooKeeper 是一个为分布式应用所设计的分布的、开源的协调服务。分布式的应用可以建立在同步、配置管理、分组和命名等服务的更高级别的实现的基
础之上。 ZooKeeper 意欲设计一个易于编程的环境，它的文件系统使用我们所熟悉的目录树结构。 ZooKeeper 使用 Java 所编写，但是支持 Java 和 C
两种编程语言。
众所周知，协调服务非常容易出错，但是却很难恢复正常，例如，协调服务很容易处于竞态以至于出现死锁。我们设计 ZooKeeper 的目的是为了减
轻分布式应用程序所承担的协调任务
2 ZooKeeper数据模型和层次命名空间
提供的命名空间与标准的文件系统非常相似。一个名称是由通过斜线分隔开的路径名序列所组成的。ZooKeeper中的每一个节点是都通过路径来识别。
下图是Zookeeper中节点的数据模型，这种树形结构的命名空间操作方便且易于理解。
ZooKeeper层次命名空间
ZooKeeper中节点和临时节点
ZooKeeper的节点是通过像树一样的结构来进行维护的，并且每一个节点通过路径来标示以及访问。除此之外，每一个节点还拥有自身的一些信息，包括
：数据、数据长度、创建时间、修改时间等等。从这样一类既含有数据，又作为路径表标示的节点的特点中，可以看出，ZooKeeper的节点既可以被看做
是一个文件，又可以被看做是一个目录，它同时具有二者的特点。为了便于表达，今后我们将使用Znode来表示所讨论的ZooKeeper节点。
具体地说，Znode维护着数据、ACL（access control list，访问控制列表）、时间戳等交换版本号等数据结构，它通过对这些数据的管理来让缓存生效
并且令协调更新。每当Znode中的数据更新后它所维护的版本号将增加，这非常类似于数据库中计数器时间戳的操作方式。
另外Znode还具有原子性操作的特点：命名空间中，每一个Znode的数据将被原子地读写。读操作将读取与Znode相关的所有数据，写操作将替换掉所有的
数据。除此之外，每一个节点都有一个访问控制列表，这个访问控制列表规定了用户操作的权限。
ZooKeeper中同样存在临时节点。这些节点与session同时存在，当session生命周期结束，这些临时节点也将被删除。临时节点在某些场合也发挥着非常
重要的作用。
3 安装
ZooKeeper的安装模式分为三种，分别为：单机模式（stand-alone）、集群模式和集群伪分布模式。ZooKeeper 单机模式的安装相对比较简单，如果第一
次接触ZooKeeper的话，建议安装ZooKeeper单机模式或者集群伪分布模式。
1）单机模 式
首先，从Apache官方网站下载一个ZooKeeper 的最近稳定版本。
http://hadoop.apache.org/zookeeper/releases.html
作为国内用户来说，选择最近的的源文件服务器所在地，能够节省不少的时间。
http://labs.renren.com/apache-mirror//hadoop/zookeeper/
ZooKeeper 要求 JAVA 的环境才能运行，并且需要 JAVA6 以上的版本，可以从 SUN 官网上下载，并对 JAVA 环境变量进行设置。除此之外，为了今后操
作的方便，我们需要对 ZooKeeper 的环境变量进行配置，方法如下，在 /etc/profile 文件中加入如下的内容：
#Set ZooKeeper Enviroment
export ZOOKEEPER_HOME=/root/hadoop-1.20.2/zookeeper-3.3.1
export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/conf
ZooKeeper 服务器包含在单个 JAR 文件中，安装此服务需要用户创建一个配置文档，并对其进行设置。我们在 ZooKeeper-*.*.* 目录（我们以当前
ZooKeeper 的最新版 3.3.1 为例，故此下面的“ ZooKeeper-*.*.* ”都将写为“ ZooKeeper-3.3.1” ）的 conf 文件夹下创建一个 zoo.cfg 文件，它
包含如下的内容：
tickTime=2000
dataDir=/var/zookeeper
clientPort=2181
在这个文件中，我们需要指定 dataDir 的值，它指向了一个目录，这个目录在开始的时候需要为空。下面是每个参数的含义：
tickTime ：基本事件单元，以毫秒为单位。它用来指示心跳，最小的 session 过期时间为两倍的 tickTime. 。
dataDir ：存储内存中数据库快照的位置，如果不设置参数，更新事务日志将被存储到默认位置。
clientPort ：监听客户端连接的端口
使用单机模式时用户需要注意：这种配置方式下没有 ZooKeeper 副本，所以如果 ZooKeeper 服务器出现故障， ZooKeeper 服务将会停止。
以下代码清单 A 是我们的根据自身情况所设置的 zookeeper 配置文档： zoo.cfg
代码清单 A ： zoo.cfg
# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# the directory where the snapshot is stored.
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/snapshot/data
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
2 ）集群模式
为了获得可靠的 ZooKeeper 服务，用户应该在一个集群上部署 ZooKeeper 。只要集群上大多数的 ZooKeeper 服务启动了，那么总的 ZooKeeper 服务将
是可用的。另外，最好使用奇数台机器。 如果 zookeeper 拥有 5 台机器，那么它就能处理 2 台机器的故障了。
之后的操作和单机模式的安装类似，我们同样需要对 JAVA 环境进行设置，下载最新的 ZooKeeper 稳定版本并配置相应的环境变量。不同之处在于每台
机器上 conf/zoo.cfg 配置文件的参数设置，参考下面的配置：
tickTime=2000
dataDir=/var/zookeeper/
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=zoo1:2888:3888
server.2=zoo2:2888:3888
server.3=zoo3:2888:3888
“ server.id=host:port:port. ”指示了不同的 ZooKeeper 服务器的自身标识，作为集群的一部分的机器应该知道 ensemble 中的其它机器。用户可以
从“ server.id=host:port:port. ”中读取相关的信息。 在服务器的 data （ dataDir 参数所指定的目录）目录下创建一个文件名为 myid 的文件，
这个文件中仅含有一行的内容，指定的是自身的 id 值。比如，服务器“ 1 ”应该在 myid 文件中写入“ 1 ”。这个 id 值必须是 ensemble 中唯一的
，且大小在 1 到 255 之间。这一行配置中，第一个端口（ port ）是从（ follower ）机器连接到主（ leader ）机器的端口，第二个端口是用来进行
leader 选举的端口。在这个例子中，每台机器使用三个端口，分别是： clientPort ， 2181 ； port ， 2888 ； port ， 3888 。
我们在拥有三台机器的 Hadoop 集群上测试使用 ZooKeeper 服务，下面代码清单 B 是我们根据自身情况所设置的 ZooKeeper 配置文档：
代码清单 B ： zoo.cfg
# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/snapshot/d1
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
server.1=IP1:2887:3887
server.2=IP2:2888:3888
server.3=IP3:2889:3889
清单中的 IP 分别对应的配置分布式 ZooKeeper 的 IP 地址。当然，也可以通过机器名访问 zookeeper ，但是需要在 ubuntu 的 hosts 环境中进行设
置。读者可以查阅 Ubuntu 以及 Linux 的相关资料进行设置。
3)集群伪分布
简单来说，集群伪分布模式就是在单机下模拟集群的ZooKeeper服务。
那么，如何对配置 ZooKeeper 的集群伪分布模式呢？其实很简单，在 zookeeper 配置文档中， clientPort 参数用来设置客户端连接 zookeeper 的端
口。 server.1=IP1:2887:3887 中， IP1 指示的是组成 ZooKeeper 服务的机器 IP 地址， 2887 为用来进行 leader 选举的端口， 3887 为组成
ZooKeeper 服务的机器之间通信的端口。集群伪分布模式我们使用每个配置文档模拟一台机器，也就是说，需要在单台机器上运行多个 zookeeper 实例
。但是，我们必须要保证各个配置文档的 clientPort 不能冲突。
下面是我们所配置的集群伪分布模式，通过 zoo1.cfg ， zoo2.cfg ， zoo3.cfg 模拟了三台机器的 ZooKeeper 集群。详见代码清单 C ：
代码清单C ： zoo1.cfg ：
# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_1
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
zoo2.cfg ：
# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_2
# the port at which the clients will connect
clientPort=2182
#the location of the log file
dataLogDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/logs
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
zoo3.cfg ：
# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored
dataDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/d_
# the port at which the clients will connect
clientPort=2183
#the location of the log file
dataLogDir=/root/hadoop-0.20.2/zookeeper-3.3.1/logs
server.1=localhost:2887:3887
server.2=localhost:2888:3888
server.3=localhost:2889:3889
从上述三个代码清单中可以看到，除了 clientPort 不同之外， dataDir 也不同。另外，不要忘记在 dataDir 所对应的目录中创建 myid 文件来指定对
应的 zookeeper 服务器实例。
