【手撸RPC框架】zookeeper入门（安装+常用命令）

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🐼作者简介：一名大三在校生🎋
空有想法，没有实践，难成大事

专栏前言：探索RPC框架的奥秘

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简介：在现代软件开发中，随着微服务架构的普及，远程过程调用（RPC）框架成为了连接服务之间通信的桥梁。我有决定开发了一款高性能的RPC框架，它不仅实现了服务之间的高效调用，还集成了关键的服务治理功能，如负载均衡、熔断机制和限流策略，以确保系统的稳定性和可靠性。

核心技术：本项目采用Netty作为其强大的底层通信组件，确保了网络通信的高效与稳定。同时，通过与ZooKeeper的结合，实现了服务的注册与发现，为服务治理提供了坚实的基础。

下面我将提供一个全面的视角，来理解RPC框架的内部工作原理及其在实际开发中的应用。欢迎大家持续关注订阅专栏！！！

文章目录

- 专栏前言：探索RPC框架的奥秘
【手撸RPC框架】zookeeper入门
- 一、概述
- 二、数据模型
- 三、watcher机制
- 四、Zookeeper安装
- - 下载Zookeeper
  - Zookeeper
  - 启动Zookeeper
  - 常用命令
  - 配置多节点（集群）模式
- 五、Zookeeper基本操作命令
- 欢迎添加微信，加入我的核心小队，请备注来意

【手撸RPC框架】zookeeper入门

一、概述

概念：解释ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务组件，用于构建可靠的分布式系统。它提供了一个高性能的、有序的、可靠的分布式数据存储和协调服务，简单的理解为一个内存数据库，特殊的数据结构和一些特性，他可以实现一些特殊的功能。
应用场景：在分布式系统中我们经常使用ZooKeeper实现服务注册发现、分布式锁、配置管理、命名服务和分布式协调等功能。
数据模型：ZooKeeper的数据模型是一个类似于文件系统的层次结构。每个节点称为ZNode，它可以存储数据和子节点。zookeeper中的ZNode可以分为持久节点和临时节点。
Watcher机制：ZooKeeper允许开发人员在节点上设置监视点，以便在节点发生更改时接收通知。

二、数据模型

ZooKeeper的数据模型是一个类似于文件系统的层次结构，被组织成一个树形结构，每个节点称为ZNode。ZNode是ZooKeeper中的基本数据单元，它可以存储数据和子节点。

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以下是ZooKeeper数据模型的详细说明：

树形结构：ZooKeeper的数据模型是一个树形结构，类似于文件系统的目录结构。整个树由根节点（称为"/"）开始，每个节点可以有多个子节点。每个节点都有一个路径来唯一标识它，路径是由斜杠（/）分隔的一系列名称组成。
ZNode：ZNode是ZooKeeper的基本数据单元，类似于文件系统中的文件或目录。每个ZNode可以存储一个字节数组作为其数据，可以是任意类型的数据，例如配置信息、状态信息等。每个ZNode还可以有多个子节点，形成层次结构。
持久节点（Persistent Node）：持久节点在创建后一直存在，直到主动删除。持久节点的数据和子节点都是持久的，即它们在节点创建后仍然存在，直到被显式删除。
临时节点（Ephemeral Node）：临时节点的生命周期与客户端会话绑定，当会话结束（例如客户端关闭或与ZooKeeper集合的连接断开）时，临时节点将自动被删除。临时节点的数据和子节点也将随之被删除。
顺序节点（Sequential Node）：顺序节点在创建时会自动分配一个全局唯一且递增的编号。顺序节点的编号由ZooKeeper集合维护，可以用于实现有序性或生成全局唯一的标识符。

三、watcher机制

Watcher机制是ZooKeeper中非常重要的概念，它允许客户端在ZooKeeper上设置监视点，以便在节点发生变化时接收通知。Watcher机制使得开发人员可以及时获取关于数据变化的通知，以便采取相应的操作。
以下是Watcher机制的详细说明：

注册Watcher：客户端可以通过在对节点进行操作时注册Watcher来设置监视点。例如，在创建、更新或删除节点时都可以注册Watcher。客户端在注册Watcher时需要指定监视的路径和Watcher对象。当指定路径的节点发生变化时，ZooKeeper会将通知发送给客户端。
Watcher通知：当一个节点发生变化时，ZooKeeper会将通知发送给注册了Watcher的客户端。Watcher通知是一次性的，也就是说，当客户端接收到Watcher通知后，该Watcher将被移除，需要客户端重新注册Watcher才能再次接收通知。
Watcher的类型：数据变更触发的Watcher（Data Watcher）：当节点的数据发生变化时触发，例如节点的值被修改。子节点变更触发的Watcher（Child Watcher）：当节点的子节点发生变化时触发，例如新增或删除子节点。连接状态变更触发的Watcher（Existence Watcher）：当客户端与ZooKeeper集合的连接状态发生变化时触发，例如连接断开或重新连接。
Watcher的触发流程：当一个节点发生变化时，ZooKeeper首先会**将通知发送给与该节点相关的Watcher。**客户端接收到Watcher通知后，需要处理通知并根据需要采取相应的操作，例如重新读取数据或重新注册Watcher。
Watcher的注意事项：Watcher通知是异步的，客户端需要保证处理Watcher通知的代码是线程安全的。Watcher通知是最终一致性的，即ZooKeeper不能保证Watcher通知的实时性，只能保证最终一致性。Watcher通知是有序的，当多个Watcher同时触发时，ZooKeeper会按照注册顺序依次发送通知。

通过理解Watcher机制，开发人员可以更好地利用ZooKeeper来实现分布式系统中的实时数据变更和协调操作。Watcher机制提供了一种高效且可靠的方式，使得分布式系统能够实时响应节点变化，保持数据的一致性。

安装Zookeeper可以通过以下步骤完成。我们将分为下载、配置和启动三个部分详细说明。

四、Zookeeper安装

下载Zookeeper

下载Zookeeper压缩包：
访问Zookeeper官网下载最新版本的Zookeeper。以zookeeper-3.7.0为例：
```
wget https://downloads.apache.org/zookeeper/zookeeper-3.7.0/apache-zookeeper-3.7.0-bin.tar.gz
```

解压压缩包：

tar -zxvf apache-zookeeper-3.7.0-bin.tar.gz

移动到适当的目录：

sudo mv apache-zookeeper-3.7.0-bin /usr/local/zookeeper

Zookeeper

进入配置目录：
```
cd /usr/local/zookeeper/conf
```
复制模板配置文件：
```
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
```

编辑zoo.cfg文件：
使用你喜欢的编辑器（如vim或nano）打开zoo.cfg文件进行编辑：

vim zoo.cfg

以下是一些关键配置项，你可以根据需要进行调整：

# Zookeeper数据存储的目录
dataDir=/usr/local/zookeeper/data

# 客户端连接的端口
clientPort=2181

# 配置最小会话超时时间（以毫秒为单位）
tickTime=2000

# 初始和后续同步跟随者与领导者之间的初始化连接超时时间
initLimit=10
syncLimit=5

创建数据目录：
确保配置文件中的数据目录存在：
```
mkdir -p /usr/local/zookeeper/data
```

启动Zookeeper

进入Zookeeper根目录：
```
cd /usr/local/zookeeper
```
启动Zookeeper服务：
```
bin/zkServer.sh start
```
验证Zookeeper是否启动成功：
查看Zookeeper服务状态：
```
bin/zkServer.sh status
```
你应该会看到类似以下的输出，表示Zookeeper正在运行：
```
Mode: standalone
```

常用命令

停止Zookeeper服务：
```
bin/zkServer.sh stop
```
重启Zookeeper服务：
```
bin/zkServer.sh restart
```
连接到Zookeeper客户端：
```
bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
```

配置多节点（集群）模式

如果你需要配置Zookeeper集群，可以在zoo.cfg文件中添加以下内容：

server.1=server1:2888:3888
server.2=server2:2888:3888
server.3=server3:2888:3888

每个server.X代表一个Zookeeper节点，2888是节点之间通讯的端口，3888是选举端口。

每个节点的dataDir目录下需要有一个myid文件，文件内容为对应的server.X的X值，例如：

echo "1" > /usr/local/zookeeper/data/myid  # 对应server.1
echo "2" > /usr/local/zookeeper/data/myid  # 对应server.2
echo "3" > /usr/local/zookeeper/data/myid  # 对应server.3