java架构之路-（分布式zookeeper）zookeeper集群配置和选举机制详解

2022-09-11 18:44:46

java架构之路-（分布式zookeeper）zookeeper集群配置和选举机制详解

　　上次博客我们说了一下zookeeper的配置文件，以及命令的使用https://www.cnblogs.com/cxiaocai/p/11597465.html。我们这次来说一下我们的zookeeper的集群配置和java的API相关操作。

集群：

　　一般情况下我们用zookeeper来做任务调度中心的，所以一定要做到高可用的，单机的不可能做到永不宕机，我们也不会信任他单机的永不宕机，这时我们就需要做集群处理，来实现我们的高可用。

配置集群时，我们尽可能采用奇数的服务器来配置，什么意思呢？尽力采用3，5，7，9台服务器来配置，原因是zookeeper会默认识别半数以上服务器正常运行，才认为zookeeper是正常运行的，比如我们现在部署4台zookeeper服务器，这时其中两台宕机了，这时zookeeper会认为这个集群时不可用的，同理我们如果是5台服务器的情况，有两台宕机了，可以正常运行，三台宕机了，才被认为是不可用的，这个很重要，包括后面的选举机制也是这样的。资金有限啊，我先用3台服务器搭建一下zookeeper集群。

1.集群配置

　　下载解压什么的就不说了啊，上次都说过了，我们直接看下配置文件吧。和单机配置基本一致，我们看到dataDir=/tmp/zookeeper，也就是我们的数据存储路径，分别建立三个文件myid，内部输入1-255的数字

每台服务器别重复，切记一定建立在配置文件dataDir对应的目录下，不然启动会报找不到myid文件的错误，没有对应/tmp/zookeeper目录的，可以启动一下zookeeper再关闭就有文件夹了，或者自己手动创建也行。

再每一个配置文件内加入配置

server.1=172.16.140.106:2888:3888

server.2=172.16.140.105:2888:3888

server.3=172.16.214.74:2888:3888

server.myid(myid文件的数字)=ip（与myid相对应的IP）：集群之间相互通讯的IP：选举时通讯的IP。三分配置文件都是一样的。

我们来分别启动一下。说到这里我们的集群配置也就成功了。

启动成功以后，我们分别输入./bin/zkServer.sh status 我们可以看到我们的服务器角色

2.角色：

leader 主节点，又名领导者。用于写入数据，通过选举产生，如果宕机将会选举新的主节点。

follower 子节点，又名追随者。用于实现数据的读取。同时他也是主节点的备选节点，并用拥有投票权。

observer 次级子节点，又名观察者。用于读取数据，与fllower区别在于没有投票权，不能选为主节点。并且在计算集群可用状态时不会将observer计算入内。也就是我们的半数原则计算。

observer配置：

只要在集群配置中加上observer后缀即可，示例如下：

server.3=127.0.0.1:2889:3889:observer

选举机制：

　　先说一个简单的，投票机制的。假设我们现在有1，2，3，4，5五个follower要进行选举。

简单流程就是这样的，第一轮都认为自己很可以，自己要当选leader，但是选举流程失败了，还得继续，接下来会把自己的票全盘拖出给自己临近的id，1就会给2一票，2现在有了两票了，发现还是不够半数啊，半数是2.5啊，算了还得继续，2又把自己的两票都给了3，3这时获得了3票了，大于半数了，当选leader。

每轮选举结束后都会统一来处理，如果一轮投票就发现server1的zxid较大，那么直接server1会当选leader。

优先检查ZXID。ZXID比较大的服务器优先作为Leader。

如果ZXID相同，那么就比较myid。myid较大的服务器作为Leader服务器。

留下一个思考题，5台服务器，如果启动可以指定 4号为leader服务。

javaAPI相关操作

　　maven的pom文件内加入

<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.5.5</version>
</dependency>

首先我们先初始化我们的Zookeeper的连接

connectString ->连接String连接串，包括ip+端口 ,集群模式下用逗号隔开192.168.0.149:2181,192.168.0.150:2181

sessionTimeout ->会话超时时间，类型int，该值不能超过服务端所设置的minSessionTimeout（默认2s）和maxSessionTimeout（默认60s）,单位毫秒

watcher -> 会话监听器Watcher，服务端事件将会触该监听

sessionId -> 自定义会话ID long

sessionPasswd ->byte[] 会话密码

canBeReadOnly ->boolean该连接是否为只读的

hostProvider ->HostProvider 服务端地址提供者，指示客户端如何选择某个服务来调用，默认采用StaticHostProvider实现

@Before
public void init() throws IOException {
    String conn = "47.111.109.3:2181"; // 连接字符串
    int sessionTimeout  = 4000;  //连接超时时间
    zooKeeper = new ZooKeeper(conn, sessionTimeout, new Watcher() {
        public void process(WatchedEvent watchedEvent) {

        }
    });
}

我们先来看看我们的新增节点，删除节点等操作吧。

查看节点：

我们使用getData方法，添加三个参数，分别是路径，是否监听，和返回值(状态stat)。

/**
 * 获取数据
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void getData() throws KeeperException, InterruptedException {
    byte[] data = zooKeeper.getData("/root", false, null);
    System.out.println(new String(data));
}

添加监听：

/**
 * 添加监听,结果在初始化里
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void getWatchData() throws KeeperException, InterruptedException {
    byte[] data = zooKeeper.getData("/root", true, null);
    System.out.println(new String(data));
    Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}

这个监听是一次性的，而且结果在我们的初始化的watch里，初始化方法改为

@Before
public void init() throws IOException {
    String conn = "47.111.109.3:2181"; // 连接字符串
    int sessionTimeout = 4000;  //连接超时时间
    zooKeeper = new ZooKeeper(conn, sessionTimeout, new Watcher() {
        public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
            System.out.println(watchedEvent.getPath());
        }
    });
}

永久监听设置，我们只要将Watcher新建一下就可以了吗...我们来看一下实现

/**
 * 永久监听
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void getWatchDataForever() throws KeeperException, InterruptedException {
    byte[] data = zooKeeper.getData("/root", new Watcher() {
        public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
            try {
                zooKeeper.getData(watchedEvent.getPath(),this,null);
            } catch (KeeperException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(watchedEvent.getPath());
        }
    }, null);
    System.out.println(new String(data));
    Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}

stat：

/**
 * Stat
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void getDataStat() throws InterruptedException, KeeperException {
    Stat stat = new Stat();
    zooKeeper.getData("/root",false, stat);
    System.out.println(stat);
}

输出结果和我们命令stat的输入其实是完全一致的，只不过一个事16进制，一个事10进制的，可以自己对比一下。

获取子节点：

/**
 * 获取子节点
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void getWatchChildDataForever() throws KeeperException, InterruptedException {
    List<String> children = zooKeeper.getChildren("/root", false);
    for (int i = 0; i < children.size(); i++) {
        System.out.println(children.get(i));
    }
}

删除节点：

/**
 * 删除节点
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void deletePath() throws KeeperException, InterruptedException {
    zooKeeper.delete("/root/d2", 0);
}

创建节点：

/**
 * 创建节点
 *
 * @throws KeeperException
 * @throws InterruptedException
 */
@Test
public void createPath() throws KeeperException, InterruptedException {
    List<ACL> acl = new ArrayList<ACL>();
    int perm = ZooDefs.Perms.ADMIN | ZooDefs.Perms.CREATE | ZooDefs.Perms.READ;
    ACL aclObj = new ACL(perm, new Id("world", "anyone"));
    acl.add(aclObj);
    zooKeeper.create("/root/d4", "hello".getBytes(), acl, CreateMode.CONTAINER);
}

说到这我们的API和集群操作就差不多说完了。

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