zookeeper基础操作--zookeeper的下载、安装，以及基本命令和简单实例操作

技术文档

一、Zookeeper 简介、应用场景与常用功能

1. Zookeeper 简介

Zookeeper 是一个分布式协调服务，由 Apache 开源，主要用于解决分布式系统中的一致性问题。
核心特点：

采用树形文件系统结构（ZNode）存储数据
提供高可用性和顺序一致性
基于 ZAB 协议（Zookeeper Atomic Broadcast）实现数据同步

2. 应用场景

2.1 典型场景

分布式锁：实现互斥访问共享资源
配置中心：集中管理集群配置信息
服务注册与发现（如 Dubbo）
集群选主（Leader Election）
分布式队列

2.2 行业案例

Hadoop（YARN 资源管理）
Kafka（Broker 元数据管理）
HBase（RegionServer 状态跟踪）

3. 常用功能

3.1 基础功能

功能描述临时节点（Ephemeral）客户端断开连接后自动删除顺序节点（Sequential）自动追加全局单调递增序号 Watcher 机制监听节点变化的事件通知

3.2 高级特性

// Java API 示例：创建节点ZooKeeper zk = new ZooKeeper(\"localhost:2181\", 3000, null);zk.create(\"/test_node\", \"data\".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);

注意事项：

节点数据大小限制为 1MB
默认端口 2181（客户端通信）、2888（Leader 选举）、3888（集群通信）
推荐奇数台服务器组成集群（3/5/7台）

二、Zookeeper下载和安装

1. 下载Zookeeper

访问Apache Zookeeper官网下载页面：
https://zookeeper.apache.org/releases.html

选择稳定版本（例如3.7.1）下载：

https://www.apache.org/dyn/closer.lua/zookeeper/zookeeper-3.7.2/apache-zookeeper-3.7.2-bin.tar.gz

wget https://downloads.apache.org/zookeeper/zookeeper-3.7.1/apache-zookeeper-3.7.1-bin.tar.gz

2. 安装步骤

2.1 解压安装包

tar -zxvf apache-zookeeper-3.7.1-bin.tar.gzcd apache-zookeeper-3.7.1-bin

2.2 配置Zookeeper

复制示例配置文件并修改：

cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg

编辑conf/zoo.cfg（主要配置项）：

dataDir=/tmp/zookeeperclientPort=2181

2.3 启动服务

bin/zkServer.sh start

2.4 验证运行状态

bin/zkServer.sh status

3. 常用命令

命令作用 zkServer.sh start 启动服务 zkServer.sh stop 停止服务 zkCli.sh -server 连接客户端

注意：生产环境建议配置集群模式（至少3个节点）并设置dataLogDir。

在这里插入图片描述

三、Zookeeper常用功能和原理

1、常用功能

1.1分布式协调服务

提供分布式环境下的节点协调、状态同步等功能

1.2配置管理

集中式配置存储和动态更新
配置变更通知机制

1.3命名服务

类似DNS的命名系统
通过路径标识资源

1.4集群管理

节点注册与监控
领导者选举(Leader Election)

1.5分布式锁

实现排他锁、共享锁等同步机制

1.6队列管理

实现FIFO队列、屏障等数据结构

2、核心原理

2.1数据模型

采用ZNode树形结构(类似文件系统)
每个ZNode可存储少量数据(默认≤1MB)

2.2Watcher机制

一次性触发的事件通知
客户端可监听ZNode变化

2.3ZAB协议

ZooKeeper Atomic Broadcast协议
保证分布式事务的顺序一致性

2.4会话(Session)

客户端与服务端保持TCP长连接
会话超时机制

2.5集群角色

Leader: 处理所有写请求
Follower: 处理读请求并参与选举
Observer: 仅处理读请求(不参与选举)

2.6数据一致性

顺序一致性(Sequential Consistency)
原子性(Atomicity)
单一系统映像(Single System Image)

典型应用场景

分布式锁服务
分布式配置中心
服务注册与发现
分布式队列
集群选主

四、简单实例

ZooKeeper 是一个分布式协调服务，常用于管理分布式系统中的配置信息、命名服务、分布式同步等。下面介绍其基本使用方法：

1. 安装与启动

单机模式

1.1下载并解压

wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.8.2/apache-zookeeper-3.8.2-bin.tar.gztar -zxvf apache-zookeeper-3.8.2-bin.tar.gzcd apache-zookeeper-3.8.2-bin

1.2配置

创建配置文件 conf/zoo.cfg：

tickTime=2000dataDir=/path/to/dataclientPort=2181

1.3启动服务

bin/zkServer.sh start

2. 基本命令行操作

通过客户端连接 ZooKeeper：

bin/zkCli.sh -server localhost:2181

常用命令：

# 创建节点（-e 临时节点，-s 有序节点）create /my-node \"hello\"create -e /my-ephemeral \"temp\"# 查看节点ls /get /my-node# 更新节点set /my-node \"world\"# 删除节点delete /my-node

3. Java API 使用

依赖

Maven 项目添加依赖：

<dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId> <version>3.8.2</version></dependency>

示例代码

import org.apache.zookeeper.*;import java.io.IOException;public class ZooKeeperExample { private static final String CONNECT_STRING = \"localhost:2181\"; private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000; public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException { // 连接 ZooKeeper ZooKeeper zk = new ZooKeeper(CONNECT_STRING, SESSION_TIMEOUT, null); // 创建持久节点 String path = zk.create(\"/my-java-node\", \"data\".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println(\"Created node: \" + path); // 获取节点数据 byte[] data = zk.getData(\"/my-java-node\", false, null); System.out.println(\"Data: \" + new String(data)); // 更新节点 zk.setData(\"/my-java-node\", \"new-data\".getBytes(), -1); // 删除节点 zk.delete(\"/my-java-node\", -1); // 关闭连接 zk.close(); }}

4. 分布式锁示例

利用 ZooKeeper 的有序节点和 watcher 机制实现分布式锁：

import org.apache.zookeeper.*;import java.io.IOException;import java.util.Collections;import java.util.List;public class DistributedLock { private final ZooKeeper zk; private final String lockPath; private String currentNode; public DistributedLock(String connectString, String lockPath) throws IOException { this.zk = new ZooKeeper(connectString, 3000, null); this.lockPath = lockPath; ensurePathExists(lockPath); } public void acquire() throws KeeperException, InterruptedException { // 创建临时有序节点 currentNode = zk.create(lockPath + \"/lock-\", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); // 获取所有子节点并排序 List<String> children = zk.getChildren(lockPath, false); Collections.sort(children); // 如果当前节点是第一个，则获取锁 if (currentNode.endsWith(children.get(0))) { return; } // 否则，监听前一个节点 String prevNode = children.get(children.indexOf(currentNode.substring(lockPath.length() + 1)) - 1); synchronized (this) { zk.exists(lockPath + \"/\" + prevNode, new Watcher() { @Override public void process(WatchedEvent event) {  synchronized (DistributedLock.this) { DistributedLock.this.notify();  } } }); this.wait(); } } public void release() throws KeeperException, InterruptedException { if (currentNode != null) { zk.delete(currentNode, -1); currentNode = null; } } private void ensurePathExists(String path) { try { if (zk.exists(path, false) == null) { zk.create(path, null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}

5. 集群配置

在多台机器上部署 ZooKeeper 集群，修改 zoo.cfg：

tickTime=2000dataDir=/path/to/dataclientPort=2181initLimit=5syncLimit=2# 集群节点配置server.1=host1:2888:3888server.2=host2:2888:3888server.3=host3:2888:3888

在每台机器的 dataDir 目录下创建 myid 文件，内容为对应服务器的 ID（如 1、2、3）。

注意事项

节点类型

：
- 持久节点：创建后一直存在，除非手动删除。
- 临时节点：会话结束后自动删除。
- 有序节点：节点名后会自动添加递增编号。
Watcher 机制：监听节点变化，触发一次后失效，需重新注册。
生产环境建议

：
- 集群规模推荐奇数台（3、5、7 台）。
- 避免频繁创建 / 删除节点，影响性能。
- 监控 zkServer.sh status 查看集群状态。

配置\"log4j\"