zookeeper

工作原理：

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。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（选举）和广播模式（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。

Paxos算法 ：解决的问题是如何在分布式环境中保证数据的一致性；

角色分工：

Leader： 负责进行投票的发起和决议，更新系统状态

Follower：接收客户请求并向客户端返回结果，在选举过程中参与投票

Observer：接收客户端连接，将写请求转发给leader节点，不参与投票过程，只同步leader状态；主要为扩展系统，提高读取速度

各个角色的工作流程：

Leader主要有三个功能：

1 .恢复数据；

2 .维持与Learner的心跳，接收Learner请求并判断Learner的请求消息类型；

3 .Learner的消息类型主要有PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息，根据不同的消息类型，进行不同的处理；PING消息是指Learner的心跳信息；REQUEST消息是Follower发送的提议信息，包括写请求及同步请求；ACK消息是Follower的对提议的回复，超过半数的Follower通过，则commit该提议；REVALIDATE消息是用来延长SESSION有效时间

Follower主要有四个功能：

1. 向Leader发送请求（PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息）；

2 .接收Leader消息并进行处理；

3 .接收Client的请求，如果为写请求，发送给Leader进行投票；

4 .返回Client结果。

选举阶段：

Leader选举处理过程：

1.将自己的server.id和zxid信息发送出去

2.如果收到的信息中receive.zxid>= my.zxid，但receive.server.id> my.server.id，则将自己的选票修改为(received.zxid,receive.server.id)，否则是(my.zxid,my.server.id)

3.一旦收到的选票超过半数的服务器节点数，便将状态修改为LEADING,并通知投票者将状态设置为FOLLOWING状态

server.id：是节点的服务标识符

zxid：是zookeeper事物ID，zookeeper状态的每一次改变，都会对应一个递增的Transaction id,即zxid，zxid=epoch(32bit)+counter(32bit) ；epoch表示集群中leader所改变的次数

广播阶段：

同一时刻存在一个Leader节点，其他的节点为Follower，如果是更新请求，客户端连接到leader节点，由leader节点执行请求，如果连接到Follower节点，则需将转发请求到leader执行，但对于读请求，客户端可以直接从Follower上读取数据，如果需要读取到最新的数据，在发起读操作时设置强制同步，则会从Leader节点获取

配置文件说明：

tickTime：服务器和客户端之间的心跳机制，用于检测对方的健康状态，这个时间是健康检测频率，每隔tickTime会发送一个心跳，单位为ms

dataDir：zookeeper所产生的数据存放目录，目录下的myid文件要和集群的server ID对应

dataLogDir：事物日志文件存放目录

clientPort：和客户端交互时所使用的服务端口

initLimit：集群中的其他节点在于Leader建立连接，以及建立完成后同步数据所运行的最大时间，它是以tickTime的倍数计算 即initLimit*tickTime

syncTime：集群中Leader与其他节点进行数据同步所运行的最大时间，它是以tickTime的倍数计算，即syncTime*tickTime

server.x=[hostname]:port1:port2[:observer] ：x表示服务器ID，即为myid文件中对应;port1 集群内各个节点进行数据交互的端口；port2 进行选举leader时所使用的端口，如果该节点为observer，可以在最后追加一个observer标识

peerType=observer 如果该节点是一个observer节点，则需要添加该配置

zookeeper监控（四字命令）：

可通过nc 工具 发送四字命令，如：

zk常用命令：

服务端

客户端

zk集群演示：

IP：192.168.229.128 上启3个zk docker

zk 基础配置

zk start 脚本

zk Dockerfile

zk Build

zk Run