这里学习Zookeeper的选举机制、节点类型、Stat结构体以及写数据流程。
【1】选举机制
Zookeeper适合安装在奇数台服务器上，集群中半数以上的机器存活，则集群可用。故，又称之为半数机制。
Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave，但是Zookeeper集群工作时是有一个节点为leader，其他为follower。leader是通过内部的选举机制临时产生的。
假设有五台服务器组成的Zookeeper集群，它们的id是1-5，同时它们都是最新启动的，也就是没有历史数据(在存放数据量这一点上，它们都是一样的)。如下图所示：
(1) 服务器1启动，此时只有它一台服务器启动了，它发出去的报文没有响应，所以它的选举机制一直是LOOKING状态(它投了自己一票)。
(2)服务器2启动，它与服务器1进行通信，互相交换自己的选举结果(服务器2投自己一票，服务器1投服务器2一票，此时服务器2两票，服务器1一票)。由于两者都没有历史数据，所以id值较大的服务器2胜出。但是由于没有达到超过半数以上故而leader未产生。
(3)服务器3启动，先投自己一票，然后与服务器1,2交换选举结果。由于服务器1 2均未产生leader，故而在服务器3启动时会投其一票。此时服务器3票数为3票，已经超过半数，故而晋级为leader。
(4)服务器4启动，此时已经有了leader，自动为follower(先入为主机制)。
(5)同服务器4一样，成功leader的小弟。
【2】Zookeeper的节点类型
节点类型根据持久性分为持久性节点和临时性节点(短暂存活)。
- 持久性节点：客户端和服务端断开连接后，创建的节点不删除。
- 临时性节点：客户端和服务端断开连接后，创建的节点自己删除。
① 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 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。
说明：创建znode时设置顺序标识，znode名称后会附加一个值，顺序号是一个单调递增的计数器，由父节点维护。
在分布式系统中，顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序。这样客户端可以根据顺序号推断事件的顺序。
③ 临时目录节点
客户端与Zookeeper端口连接后，该节点被删除。
④ 临时顺序编号目录节点
客户端与Zookeeper端口连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
【3】客户端命令行操作
客户端连接与关闭
连接命令如下所示(在bin目录下执行)：
zkCli.cmd -server 127.0.0.1:3182
连接成功如下图(状态会是CONNECTED)：
可以使用命令close关闭连接：
再次使用connect命令进行连接，其会重新变为CONNECTED状态：
connect 127.0.0.1:3182
① 创建普通节点
//创建节点时必须同时包含数据 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] create /jane1 love Created /jane1 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 10] ls / [jane1, zookeeper]
若是集群下操作，将会同步到其他server：
② 创建短暂节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 11] create -e /jane2 love Created /jane2
当客户端端口连接后，该节点将不存在。如下当客户端端口连接后集群中其他Zookeeper监控情况：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls / [jane1, jane2, zookeeper] [zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] ls / [jane1, zookeeper]
③ 创建带序号的节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] ls / [jane1, zookeeper] [zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] create -s /jane2 loave Created /jane20000000002 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] create -s /jane1/jane11 love Created /jane1/jane110000000000
如果路径下无节点，则序号从0开始。否则序号从节点数量开始。
④ 获取节点内容
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] get /jane1 love
⑤ 修改节点数据
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 8] set /jane1 "love me" [zk: localhost:2181(CONNECTED) 9] get /jane1 love me
⑥ 集群环境下节点值变化监听
在server2中注册监听：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] get /jane1 watch 'get path [watch]' has been deprecated. Please use 'get [-s] [-w] path' instead. love me [zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] WATCHER::
在server1中修改/jane1的值同时观察server2变化：
⑦ 监听节点的子节点变化(路径变化)
在server2注册路径监听：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] ls /jane1 watch 'ls path [watch]' has been deprecated. Please use 'ls [-w] path' instead. [jan12, jane11, jane110000000000] [zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] ls -w /jane1 [jan12, jane11, jane110000000000]
server1中为/jane1节点创建子节点同时观察server2变化：
可以发现监听只有一次有效。
⑧ 删除节点
delete /jane1/jane12
⑨ 递归删除节点
rmr /jane1/jane13
⑩ 查看节点状态
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 23] stat /jane1 cZxid = 0x100000002 ctime = Sun Oct 06 15:36:15 CST 2019 mZxid = 0x10000000d mtime = Sun Oct 06 15:55:45 CST 2019 pZxid = 0x100000011 cversion = 6 dataVersion = 3 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 4 numChildren = 4
(11)ls 与ls2区别
二者打印路径信息分别如下：
//ls2命令是ls命令的增强版，比ls命令多输出本节点信息 [zk: 127.0.0.1:3182(CONNECTED) 3] ls2 / 'ls2' has been deprecated. Please use 'ls [-s] path' instead. [zookeeper, vscrm_dev_domain] cZxid = 0x0 ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970 mZxid = 0x0 mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970 pZxid = 0x100000005 cversion = 0 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 0 numChildren = 2 //ls命令用于获取路径下的节点信息，注意路径为绝对路径 [zk: 127.0.0.1:3182(CONNECTED) 4] ls / [vscrm_dev_domain, zookeeper]
更多命令操作参考如下：
ZooKeeper -server host:port cmd args addauth scheme auth close config [-c] [-w] [-s] connect host:port create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl] delete [-v version] path deleteall path delquota [-n|-b] path get [-s] [-w] path getAcl [-s] path history listquota path ls [-s] [-w] [-R] path ls2 path [watch] printwatches on|off quit reconfig [-s] [-v version] [[-file path] | [-members serverID=host:port1:port2;port3[,...]*]] | [-add serverId=host:port1:port2;port3[,...]]* [-remove serverId[,...]*] redo cmdno removewatches path [-c|-d|-a] [-l] rmr path set [-s] [-v version] path data setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl setquota -n|-b val path stat [-w] path sync path
【4】Stat结构体
节点结构如下所示：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 23] stat /jane1 cZxid = 0x100000002 ctime = Sun Oct 06 15:36:15 CST 2019 mZxid = 0x10000000d mtime = Sun Oct 06 15:55:45 CST 2019 pZxid = 0x100000011 cversion = 6 dataVersion = 3 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 4 numChildren = 4
① cZxid
创建节点的事务zxid。每次修改Zookeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳，也就是Zookeeper事务ID。事务ID是Zookeeper中所有修改总的次序，每个修改都有唯一的zxid。如果zxid1小于zxid2，那么zxid1在zxid2之前发生。
② ctime
znode被创建的毫秒数(从1970年开始)。
③ mZxid
znode最后更新的事务zxid。
④ mtime
znode最后修改的毫秒数(从1970年开始)。
⑤ pZxid
znode最后更新的子节点zxid。
⑥ cversion
znode子节点变化号，znode子节点修改次数。
⑦ dataVersion
znode数据变化号。
⑧ aclVersion
znode访问控制列表的变化号。
⑨ ephemeralOwner
如果是临时节点，这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点，则是0。
⑩ dataLength
znode的数据长度。
(11) numChildren
znode子节点数量。
【5】Zookeeper监听器原理
① 监听器原理详解
首先要有一个main()线程；
在main线程创建Zookeeper客户端。这时就会创建两个线程，一个负责网络连接通信(connect),一个负责监听(listener)。
通过connect线程将注册的监听事件发送给Zookeeper。
将注册的监听事件添加到Zookeeper的注册监听器列表中。
Zookeeper监听到有数据或者路径变化，就会将这个消息发送给listener线程。
listener线程内部调用了process()方法(其实listener相当于回调函数)。
② 常见的监听器
- 监听节点数据变化
get path [watch] get [-s] [-w] path
- 监听子节点增减变化
ls2 path [watch] ls path [watch] ls -w path
【6】Java操作zookeeper
这里用的原生java，没有用框架，需要的jar 依赖如下：
<dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId> <version>3.4.10</version> </dependency>
① 获取zookeeper客户端
private String connectString="127.0.0.1:3181,127.0.0.1:3182,127.0.0.1:3183"; private int sessionTimeout = 2000; private ZooKeeper zkClient; @Before public void init() throws IOException{ //获取客户端对象并注册监听 zkClient = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout , new Watcher() { public void process(WatchedEvent event) { System.out.println("---------start----------"); List<String> children; try { children = zkClient.getChildren("/", true); for (String child : children) { System.out.println(child); } System.out.println("---------end----------"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); }
② 创建节点
@Test public void createNode() throws KeeperException, InterruptedException{ String path = zkClient.create("/janus", "love".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println(path); }
③ 获取子节点，并监控节点的变化
@Test public void getDataAndWatch() throws KeeperException, InterruptedException{ List<String> children = zkClient.getChildren("/", true); //保持监听线程一直运行 Thread.sleep(Long.MAX_VALUE); }
示意图如下：
④ 判断节点是否存在
@Test public void exist() throws KeeperException, InterruptedException{ Stat stat = zkClient.exists("/janus", false); System.out.println(stat==null? "not exist":"exist"); }
⑤ 删除节点
@Test public void deleteNode() throws KeeperException, InterruptedException{ zkClient.delete("/jane2",0); }
注意，如果节点下有子孩子，则不许删除。
