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目录

前言：

一.Zookeeper 概述

二.Zookeeper 工作机制

三.Zookeeper 特点

四.Zookeeper 数据结构

五.Zookeeper 应用场景

六.zookeeper选举机制

1.第一次启动选举机制

2.非第一次启动选举机制

七.部署 Zookeeper 集群

1.部署环境ZK

2.安装前准备

3.安装 Zookeeper

总结

前言：

上次和读者们分享了关于redis的三种服务架构，今天主要是对zookeeper的基础概念和集群部署过程做一个详细的讲解。

一.Zookeeper概述

二.Zookeeper工作机制

Zookeeper从设计模式角度来理解：是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存

储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应。也就是说Zookeeper =文件系统+通知机制。

三.Zookeeper特点

（1）Zookeeper：一个领导者（Leader），多个跟随者（Follower）组成的集群。

（2）Zookeepe集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

（3）全局数据一致：每个Server保存一份相同的数据副本，Client无论连接到哪个Server，数据都是一致的。

（4）更新请求顺序执行，来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行，即先进先出。

（5）数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。

（6）实时性，在一定时间范围内，Client能读到最新数据。

四.Zookeeper数据结构

Zookeeper的数据结构类似于一个层次化的文件系统：

ZNode：是Zookeeper中存储数据的基本单元，每个ZNode都可以存储少量的数据，并且可以

有子节点，形成树状结构。/

持久节点：该类型的ZNode会一直存在，直到手动删除。

临时节点：客户端会话断开时，临时节点会自动删除，适用于实现分布式锁等功能。

顺序节点：在创建ZNode时，Zookeeper可以自动为其添加递增的编号，常用于实现分布式队列

或顺序任务处理。

ZooKeeper数据模型的结构与Linux文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一

个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

五.Zookeeper应用场景

提供的服务包括：统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等。

统一命名服务

在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别。例如：IP不容易记住，而域名容易记住。

统一配置管理

（1）分布式环境下，配置文件同步非常常见。一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致

的，比如Kafka集群。对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上。

（2）配置管理可交由ZooKeeper实现。可将配置信息写入ZooKeeper上的一个Znode。各个客户

端服务器监听这个Znode。一旦Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知各个客户端服务器。

统一集群管理

（1）分布式环境中，实时掌握每个节点的状态是必要的。可根据节点实时状态做出一些调整。

（2）ZooKeeper可以实现实时监控节点状态变化。可将节点信息写入ZooKeeper上的一个

ZNode。监听这个ZNode可获取它的实时状态变化。

服务器动态上下线

客户端能实时洞察到服务器上下线的变化。

软负载均衡

在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。

六.zookeeper选举机制

1.第一次启动选举机制

Zookeeper的选举机制确保集群中的所有节点对外表现为一个统一的服务。选举机制分为两个阶段：

Leader选举和投票确认。

1.服务器1启动，发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票，不够半数以上（3

票），选举无法完成，服务器1状态保持为LOOKING；

2.服务器2启动，再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息：此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的（服务器1）大，更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，没有半数以上结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING

3.服务器3启动，发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果：服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数，服务器3当选Leader。服务器1，2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING；

4.服务器4启动，发起一次选举。此时服务器1，2，3已经不是LOOKING状态，不会更改选票信息。交换选票信息结果：服务器3为3票，服务器4为1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态FOLLOWING；

5.服务器5启动，同4一样当小弟。

2.非第一次启动选举机制

1.当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举：

1）服务器初始化启动。

2）服务器运行期间无法和Leader保持连接。

2.而当一台机器进入Leader选举流程时，当前集群也可能会处于以下两种状态：

1）集群中本来就已经存在一个Leader。

对于已经存在Leader的情况，机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对

于该机器来说，仅仅需要和Leader机器建立连接，并进行状态同步即可。

2）集群中确实不存在Leader。

假设ZooKeeper由5台服务器组成，SID分别为1、2、3、4、5，ZXID分别为8、8、8、7、7，并

且此时SID为3的服务器是Leader。某一时刻，3和5服务器出现故障，因此开始进行Leader选举。

选举Leader规则：

①EPOCH大的直接胜出任期

②EPOCH相同，事务id大的胜出

③事务id相同，服务器id大的胜出

七.部署Zookeeper集群

1.部署环境ZK

2.安装前准备

3.安装Zookeeper

总结：

今天主要是给读者们讲解了关于zookeeper的基础概念以及集群部署的相关实验操作，希望对读者们有所帮助！