ZooKeeper是一个开放源码的分布式应用程序协调服务，它包含一个简单的原语集，分布式应用程序可以基于它实现同步服务，配置维护和命名服务等。

Zookeeper设计目的

• 最终一致性：client不论连接到那个Server，展示给它的都是同一个视图。
• 可靠性：具有简单、健壮、良好的性能、如果消息m被到一台服务器接收，那么消息m将被所有服务器接收。
• 实时性：Zookeeper保证客户端将在一个时间间隔范围内获得服务器的更新信息，或者服务器失效的信息。但由于网络延时等原因，Zookeeper不能保证两个客户端能同时得到刚更新的数据，如果需要最新数据，应该在读数据之前调用sync()接口。
• 等待无关（wait-free）：慢的或者失效的client不得干预快速的client的请求，使得每个client都能有效的等待。
• 原子性：更新只能成功或者失败，没有中间状态。
• 顺序性：包括全局有序和偏序两种：全局有序是指如果在一台服务器上消息a在消息b前发布，则在所有Server上消息a都将在消息b前被发布；偏序是指如果一个消息b在消息a后被同一个发送者发布，a必将排在b前面。

Zookeeper工作原理

在zookeeper的集群中，各个节点共有下面3种角色和4种状态：

角色：leader、follower、observer

状态：leading、following、observing、looking

Zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个Server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议（ZooKeeper Atomic Broadcast protocol）。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（Recovery选主）和广播模式（Broadcast同步）。当服务启动或者在领导者崩溃后，Zab就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数Server完成了和leader的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。

为了保证事务的顺序一致性，zookeeper采用了递增的事务id号（zxid）来标识事务。所有的提议（proposal）都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字，它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变，每次一个leader被选出来，它都会有一个新的epoch，标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。

每个Server在工作过程中有4种状态：

• LOOKING：当前Server不知道leader是谁，正在搜寻。
• LEADING：当前Server即为选举出来的leader。
• FOLLOWING：leader已经选举出来，当前Server与之同步。
• OBSERVING：observer的行为在大多数情况下与follower完全一致，但是他们不参加选举和投票，而仅仅接受(observing)选举和投票的结果。

Zookeeper集群节点

• Zookeeper节点部署越多，服务的可靠性越高，建议部署奇数个节点，因为zookeeper集群是以宕机个数过半才会让整个集群宕机的。
• 需要给每个zookeeper 1G左右的内存，如果可能的话，最好有独立的磁盘，因为独立磁盘可以确保zookeeper是高性能的。如果你的集群负载很重，不要把zookeeper和RegionServer运行在同一台机器上面，就像DataNodes和TaskTrackers一样。

ZooKeepe常用命令

Zookeeper服务端命令启动ZK服务:       sh bin/zkServer.sh start查看ZK服务状态:    sh bin/zkServer.sh status停止ZK服务:       sh bin/zkServer.sh stop重启ZK服务:       sh bin/zkServer.sh restartZookeeper客户端命令客户端登录Zookeeper：      sh bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181显示根目录下、文件：        ls /                        #使用 ls 命令来查看当前ZooKeeper中所包含的内容。即查看Zookeeper当前注册了哪些服务？显示根目录下、文件：        ls2 /                       #查看当前节点数据并能看到更新次数等数据创建文件，并设置初始内容：   create /zk "test"            #创建一个新的znode节点"zk"以及与它关联的字符串获取文件内容：             get /zk                      #确认znode是否包含我们所创建的字符串修改文件内容：             set /zk "zkbak"              #对zk所关联的字符串进行设置删除文件：                 delete /zk                   #将刚才创建的znode删除退出客户端：               quit帮助命令：                 help

Zookeeper集群部署记录

1）服务器信息主机名                        系统                    IP地址sign-zk01.wangshibo.cn    CentOS release 6.8    172.16.51.198sign-zk02.wangshibo.cn    CentOS release 6.8    172.16.51.199sign-zk03.wangshibo.cn    CentOS release 6.8    172.16.51.2002）安装过程先记录sign-zk01.wangshibo.cn节点机的部署过程（其他两个节点的部署过程基本一致）安装jdk可以yum安装自带的jdk[root@sign-zk01 ~]# yum -y install java-1.7.0-openjdk*[root@sign-zk01 ~]# java -versionjava version "1.7.0_151"OpenJDK Runtime Environment (rhel-2.6.11.0.el6_9-x86_64 u151-b00)OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.151-b00, mixed mode)不过建议卸载掉自带的jdk，安装Java OpenJDK[root@sign-zk01 ~]# yum -y remove java-1.7.0-openjdk*[root@sign-zk01 ~]# yum -y remove tzdata-java.noarch[root@sign-zk01 ~]# java -version-bash: java: command not found[root@sign-zk01 ~]# rpm -ivh jdk-7u79-linux-x64.rpm --force[root@sign-zk01 ~]# java -versionjava version "1.7.0_79"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_79-b15)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.79-b02, mixed mode)安装并部署zookeeper集群[app@sign-zk01 ~]$ cd /usr/local/src/[app@sign-zk01 src]$ wget http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.11/zookeeper-3.4.11.tar.gz[app@sign-zk01 src]$ tar -zvxf zookeeper-3.4.11.tar.gz[app@sign-zk01 src]$ mv zookeeper-3.4.11.tar.gz /data/[app@sign-zk01 src]$ cd /data/zookeeper-3.4.11/conf/[app@sign-zk01 conf]$ cp zoo_sample.cfg zoo.cfg [app@sign-zk01 conf]$ cat zoo.cfg |grep -v "#"tickTime=2000initLimit=10syncLimit=5dataDir=/data/zookeeper-3.4.11/datadataLogDir=/data/zookeeper-3.4.11/logsclientPort=2181server.1=sign-zk01.wangshibo.cn:2888:3888server.2=sign-zk02.wangshibo.cn:2888:3888server.3=sign-zk03.wangshibo.cn:2888:3888参数说明：tickTime这个时间是作为zookeeper服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔,也就是说每个tickTime时间就会发送一个心跳。initLimit这个配置项是用来配置zookeeper接受客户端（这里所说的客户端不是用户连接zookeeper服务器的客户端,而是zookeeper服务器集群中连接到leader的follower 服务器）初始化连接时最长能忍受多少个心跳时间间隔数。当已经超过10个心跳的时间（也就是tickTime）长度后 zookeeper 服务器还没有收到客户端的返回信息,那么表明这个客户端连接失败。总的时间长度就是 10*2000=20秒。syncLimit这个配置项标识leader与follower之间发送消息,请求和应答时间长度,最长不能超过多少个tickTime的时间长度,总的时间长度就是5*2000=10秒。dataDir顾名思义就是zookeeper保存数据的目录,默认情况下zookeeper将写数据的日志文件也保存在这个目录里；clientPort这个端口就是客户端连接Zookeeper服务器的端口,Zookeeper会监听这个端口接受客户端的访问请求；server.A=B:C:D中的A是一个数字,表示这个是第几号服务器,B是这个服务器的IP地址，C第一个端口用来集群成员的信息交换,表示这个服务器与集群中的leader服务器交换信息的端口，D是在leader挂掉时专门用来进行选举leader所用的端口。[app@sign-zk01 conf]$ mkdir /data/zookeeper-3.4.11/data[app@sign-zk01 conf]$ mkdir /data/zookeeper-3.4.11/logs创建ServerID标识（这是三个节点机器唯一配置不一样的地方，三个节点的myid文件配置的ServerID不能重复，建议分别配置成1、2、3）除了修改zoo.cfg配置文件外,zookeeper集群模式下还要配置一个myid文件,这个文件需要放在dataDir目录下。这个文件里面有一个数据就是A的值（该A就是zoo.cfg文件中server.A=B:C:D中的A）,在zoo.cfg文件中配置的dataDir路径中创建myid文件。[app@sign-zk01 ~]$ echo "1" > /data/zookeeper-3.4.11/data/myid[app@sign-zk02 ~]$ echo "2" > /data/zookeeper-3.4.11/data/myid[app@sign-zk03 ~]$ echo "3" > /data/zookeeper-3.4.11/data/myid然后分别重启三个节点机器的zookeeper（stop/start/restart）[app@sign-zk01 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh start[app@sign-zk02 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh start[app@sign-zk03 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh start[app@sign-zk01 ~]$ lsof -i:2181COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAMEjava    7071  app   20u  IPv6  30989      0t0  TCP *:eforward (LISTEN)查看zookeeper集群状态[app@sign-zk01 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh statusZooKeeper JMX enabled by defaultUsing config: /data/zookeeper-3.4.11/bin/../conf/zoo.cfgMode: follower[app@sign-zk02 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh statusZooKeeper JMX enabled by defaultUsing config: /data/zookeeper-3.4.11/bin/../conf/zoo.cfgMode: leader[app@sign-zk03 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkServer.sh statusZooKeeper JMX enabled by defaultUsing config: /data/zookeeper-3.4.11/bin/../conf/zoo.cfgMode: follower从上面可以看出，sign-zk01.wangshibo.cn，sign-zk03.wangshibo.cn两台服务器zookeeper的状态是follow模式，sign-zk02.wangshibo.cn这台服务器zookeeper的状态是leader模式。Zookeeper集群连接Zookeeper集群搭建完毕之后，可以通过客户端脚本连接到zookeeper集群上面，对客户端来说，zookeeper集群是一个整体，连接到zookeeper集群实际上感觉在独享整个集群的服务。[app@sign-zk01 ~]$ /data/zookeeper-3.4.11/bin/zkCli.sh -server sign-zk02.wangshibo.cn:2181Connecting to sign-zk02.wangshibo.cn:21812017-11-22 15:22:55,110 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:zookeeper.version=3.4.11-37e277162d567b55a07d1755f0b31c32e93c01a0, built on 11/01/2017 18:06 GMT2017-11-22 15:22:55,113 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:host.name=sign-zk01.wangshibo.cn2017-11-22 15:22:55,113 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.version=1.7.0_792017-11-22 15:22:55,114 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.vendor=Oracle Corporation2017-11-22 15:22:55,114 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.home=/usr/java/jdk1.7.0_79/jre2017-11-22 15:22:55,114 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.class.path=/data/zookeeper-3.4.11/bin/../build/classes:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../build/lib/*.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/slf4j-log4j12-1.6.1.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/slf4j-api-1.6.1.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/netty-3.10.5.Final.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/log4j-1.2.16.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/jline-0.9.94.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../lib/audience-annotations-0.5.0.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../zookeeper-3.4.11.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../src/java/lib/*.jar:/data/zookeeper-3.4.11/bin/../conf:2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.library.path=/usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.io.tmpdir=/tmp2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:java.compiler=
     
      2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:os.name=Linux2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:os.arch=amd642017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:os.version=2.6.32-696.13.2.el6.x86_642017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:user.name=app2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:user.home=/home/app2017-11-22 15:22:55,115 [myid:] - INFO  [main:Environment@100] - Client environment:user.dir=/home/app2017-11-22 15:22:55,116 [myid:] - INFO  [main:ZooKeeper@441] - Initiating client connection, connectString=sign-zk02.wangshibo.cn:2181 sessionTimeout=30000 watcher=org.apache.zookeeper.ZooKeeperMain$MyWatcher@594b7042Welcome to ZooKeeper!2017-11-22 15:22:55,136 [myid:] - INFO  [main-SendThread(sign-zk02.wangshibo.cn:2181):ClientCnxn$SendThread@1035] - Opening socket connection to server sign-zk02.wangshibo.cn/172.16.51.199:2181. Will not attempt to authenticate using SASL (unknown error)2017-11-22 15:22:55,140 [myid:] - INFO  [main-SendThread(sign-zk02.wangshibo.cn:2181):ClientCnxn$SendThread@877] - Socket connection established to sign-zk02.wangshibo.cn/172.16.51.199:2181, initiating sessionJLine support is enabled[zk: sign-zk02.wangshibo.cn:2181(CONNECTING) 0] 2017-11-22 15:22:55,287 [myid:] - INFO  [main-SendThread(sign-zk02.wangshibo.cn:2181):ClientCnxn$SendThread@1302] - Session establishment complete on server sign-zk02.wangshibo.cn/172.16.51.199:2181, sessionid = 0x2000495ce4f0000, negotiated timeout = 30000WATCHER::WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null                                                                                //这一步按Enter[zk: sign-zk02.wangshibo.cn:2181(CONNECTED) 0] ls /[zookeeper][zk: sign-zk02.wangshibo.cn:2181(CONNECTED) 1] quitQuitting...2017-11-22 15:23:39,255 [myid:] - INFO  [main:ZooKeeper@687] - Session: 0x2000495ce4f0000 closed2017-11-22 15:23:39,257 [myid:] - INFO  [main-EventThread:ClientCnxn$EventThread@520] - EventThread shut down for session: 0x2000495ce4f0000通过上图可以看出整个zookeeper集群已经搭建并测试完成。