Zookeeper是一個為分布式應用提供一致性協調服務的中間件，主要用來解決分布式應用中經常遇到的一些一致性問題，如：統一命名服務、狀態同步服務、集群管理、分布式應用配置項的管理等。本文主要包括Zookeeper簡介、安裝、命令行操作等；文中所使用到的軟件版本：Java 1.8.0_191、Zookeeper 3.6.0、Centos 7.6。
1、簡介
1.1、設計目標
ZooKeeper is simple.
ZooKeeper is replicated.
ZooKeeper is ordered.
ZooKeeper is fast.
ZooKeeper是簡單、可復制、有序、快速的。
1.2、數據模型和層次命名空間
ZooKeeper提供的命名空間與標准文件系統的命名空間非常類似。命名空間由一系列路徑組成，用/分隔。ZooKeeper命名空間中的每個節點使用一個具體路徑來標識。ZooKeeper的層次命名空間結構如下：
1.3、節點
與標准文件系統不同的是，ZooKeeper命名空間的每個節點可以保存數據，就像一個文件系統中的文件，它既是文件也是目錄。ZooKeeper用來存儲狀態信息、配置、位置信息等，因此存儲在每個節點上的數據通常很小，在字節到千字節范圍內。有四種類型的節點：
臨時節點(EPHEMERAL)：會話結束該節點自動被刪除，臨時節點不能擁有子節點
臨時順序節點(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)：具有臨時節點特征，但是它會在節點名稱后面增加一個序列號，分布式鎖中會用到該類型節點
持久節點(PERSISTENT)：創建后永久存在，可以自動刪除；也可以設置一個存活時間，當指定存活時間過去以后，如果相應的節點沒有得到更新且沒有直接的，就會被自動刪除
持久順序節點(PERSISTENT_SEQUENTIAL)：具有持久節點特征，但是它會在節點名稱后面增加一個序列號
注：順序節點中序列號對於此節點的父節點是唯一的，它是一個10位的數字，如果這個序列號大於2^32-1就會溢出。
1.4、更新和監視
客戶端可以監視一個節點，當該節點發生變化時會，客戶端會收到該節點變化的通知；一個監視器只會觸發一次，觸發后會刪除該監視器。如果客戶端和其中一個ZooKeeper服務器之間的連接中斷，則客戶端將收到一個本地通知。
1.5、狀態信息
zxid：zookeeper每次狀態改變都收到一個zxid(ZooKeeper Transaction Id)，zxid是全局有序的，每次更新都會產生一個新的，且后面的大於前面的。
版本：每次節點改變都會使該節點的版本號增加，有三中版本號：dataversion(數據版本號)、cversion(子節點版本號)、aclversion(節點所擁有的ACL版本號)
通過stat [-w] path可以查看節點的具體狀態信息：
cZxid 創建節點時的事務ID
ctime 創建節點時的時間
mZxid 最后修改節點的事務ID
mtime 最后修改節點的時間
pZxid 該節點的子節點最后一次修改的事務ID，添加子節點或刪除子節點就會影響子節點列表，但是修改子節點的數據內容則不影響該ID
cversion 子節點版本號，子節點每次修改版本號加1
dataversion 數據版本號，數據每次修改該版本號加1
aclversion 權限版本號，權限每次修改該版本號加1
ephemeralOwner 節點的會話id，只有臨時節點有，持久節點值為0
dataLength 節點的數據長度
numChildren 節點的子節點數量
1.6、特性
ZooKeeper的目標是作為構建其他復雜服務的基石，因此它提供了一系列的特性：
一致性：數據一致性, 數據按照順序分批入庫
原子性：事務要么成功要么失敗
單一視圖：客戶端連接集群中的任意zk節點, 數據都是一致的
可靠性：每次對zk的操作狀態都會保存在服務端
實時性:：客戶端可以讀取到zk服務端的最新數據
2、zoo.cfg參數說明
clientPort zookeeper服務器對客戶端暴露的端口
dataDir zookeeper服務器存儲快照文件的目錄，事務日志文件默認也保存在該目錄下，除非另外指定。
dataLogDir 服務器存儲事務日志文件的目錄，默認與dataDir一致。建議將它和dataDir分別配置，防止磁盤的並發讀寫，影響服務器性能。可將其配置在一個單獨的磁盤上。
tickTime 服務器最小時間單元，默認值3000ms
initLimit leader服務器等待Follewer服務器啟動，並完成數據同步的時間，默認為10，表示10*tickTime
syncLimit leader服務器和Follewer服務器之間進行心跳檢測的間隔時間，默認為5，表示5*tickTime
server.id zookeeper集群的機器列表，其中id為serverId,與myid文件中的值對應。第一個端口用於指定Leader服務器和Follewer服務器進行運行時通信和數據同步所使用的端口，第二個端口用於進行Leader選舉過程中的投票通信
zookeeper.admin.enableServer 是否啟用AdminServer，默認為 true
admin.serverPort 設置 AdminServer 的端口，默認 8080
3、安裝
3.1、單機版安裝
3.1.1、下載並解壓Zookeeper
下載地址：http://zookeeper.apache.org/releases.html
解壓：tar zxvf zookeeper-3.6.0.tar.gz
3.1.2、修改配置文件
zoo.cfg默認不存在，可以從zoo_sample.cfg conf拷貝一份：
cd /home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/conf
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
配置文件zoo.cfg中的內容可以使用文件中的默認值，也可以根據實際需要修改配置項：
dataDir=/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data
3.1.3、啟動停止
cd /home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/bin
zkServer.sh start #啟動
zkServer.sh stop #停止
3.1.4、查看日志
cd /home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/bin tail -f zookeeper.out
3.2、集群安裝
假設在172.17.139.160、172.17.139.161、172.17.139.162三台機器上安裝。
3.2.1、下載並解壓Zookeeper(每台機器)
下載地址：http://zookeeper.apache.org/releases.html
解壓：tar zxvf zookeeper-3.6.0.tar.gz
3.2.2、修改zoo.cfg配置文件(每台機器)
zoo.cfg默認不存在，可以從zoo_sample.cfg conf拷貝一份：
cd /home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/conf
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
zoo.cfg中集群與單機的配置不同的地方是server.id參數，其他根據實際需要修改配置項：
dataDir=/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data server.1=172.17.139.160:2555:3555 server.2=172.17.139.161:2555:3555 server.3=172.17.139.162:2555:3555
3.2.3、創建myid文件(每台機器)
在dataDir(/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data)目錄下創建myid文件，文件內容為該zookeeeper在集群中的id，對應上面zoo.cfg中server.后的數字。
172.17.139.160:/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data/myid 文件內容：
1
172.17.139.161:/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data/myid 文件內容：
2
172.17.139.162:/home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/data/myid 文件內容：
3
3.2.4、啟動停止(每台機器)
cd /home/hadoop/app/apache-zookeeper-3.6.0-bin/bin
zkServer.sh start #啟動
zkServer.sh stop #停止
4、命令行
bin/zkCli.sh可以啟動一個客戶端連接到Zookeeper：
bin/zkCli.sh [-server host:port]
不加server參數，默認連接到本地2181端口；啟動后可以輸入help/h查看使用方法：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] help ZooKeeper -server host:port cmd args addWatch [-m mode] path # optional mode is one of [PERSISTENT, PERSISTENT_RECURSIVE] - default is PERSISTENT_RECURSIVE 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 [-b batch size] delquota [-n|-b] path get [-s] [-w] path getAcl [-s] path getAllChildrenNumber path getEphemerals path history listquota path ls [-s] [-w] [-R] path 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] set [-s] [-v version] path data setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl setquota -n|-b val path stat [-w] path sync path version Command not found: Command not found help [zk: localhost:2181(CONNECTED) 5]
4.1、列出子節點
ls [-s] [-w] [-R] path
-s：顯示節點狀態信息
-w：監聽該節點
-R：遞歸查看所有子節點
如：ls /
4.2、創建節點
create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
-s：順序節點
-e：臨時節點
-t：設置存活時間(針對持久節點，單位秒)；需要開啟，默認是關閉的，參見第6小節：TTL(Time To Life)
acl：權限控制
如：create /test test
4.3、查看節點
get [-s] [-w] path
-s：顯示狀態
-w：監聽該節點
如：get /test
4.4、設置節點
set [-s] [-v version] path data
-s：返回狀態信息
-v：設置版本信息
如：set /test testaa
4.4、查看節點狀態
stat [-w] path
-w：監視該節點
如：stat /test
4.5、刪除節點
delete [-v version] path
-v：指定版本信息
如：delete /test
4.6、設置權限
setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl
-s：返回狀態信息
-v：指定版本信息
-R：遞歸設置權限
4.7、查看權限
getAcl [-s] path
-s：返回狀態信息
5、權限控制ACL(Access Control List)
ZooKeeper的權限控制是基於每個znode節點的，需要對每個節點設置權限，子節點不會繼承父節點的權限；ACL由三個字段組成：schema:id:permission。
5.1、schema(權限模式)
world 只有一個id，anyone，代表所有人
auth 使用已添加認證的用戶認證
digest 使用“用戶名:密碼”方式認證
ip 使用IP地址認證
x509 使用客戶端X500 Principal認證
5.2、id(授權對象)
權限賦予的用戶或者一個實體
word對應的id只有一個：anyone
digest自定義id，通常為“usernmae:BASE64(SHA-1(username:password))”
ip對應的id為一個ip或ip段，如10.49.196.10、10.49.196.0、24
5.3、permission(權限)
CREATE(c) 可以創建子節點
READ(r) 可以讀取節點數據及顯示子節點列表
WRITE(w) 可以設置節點數據
DELETE(d) 可以刪除子節點（僅下一級節點）
ADMIN(a) 可以設置節點權限
5.4、例子
5.4.1、word例子
setAcl /acltest world:anyone:cdrwa
創建節點時如果沒有設置權限，這是默認的權限。
5.4.2、auth例子
addauth digest jack:123456 #先添加認證用戶 setAcl /acltest auth:jack:cdrwa
再開一個終端需先添加認證用戶(addauth digest jack:123456)才能訪問/actltest
5.4.3、digest例子
echo -n jack:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64#得到密文tgi9UCnyPo5FJjVylKr05nAlWeg= setAcl /acltest digest:jack:tgi9UCnyPo5FJjVylKr05nAlWeg=:cdrwa
添加認證用戶(addauth digest jack:123456)后才能訪問/actltest。
5.4.4、ip例子
setAcl /acltest ip:10.49.196.10:cdrwa
10.49.196.10的機器才能訪問/actltest。
6、TTL(Time To Life)
在zookeeper中，當創建一個PERSISTENT或者PERSISTENT_SEQUENTIAL節點的時候，可以有選擇的給這個節點設置一個存活時間(TTL)；當指定存活時間過去以后，如果該節點沒有得到更新且沒有直接的，就會被自動刪除。
默認該特性是關閉的，如果需要設置java系統屬性：zookeeper.extendedTypesEnabled；由於TTL節點是在3.5.3版本增加的，3.5.4/3.6.0版本並不支持，所以在3.5.4/3.6.0等其他版本還需設置另外一個java系統屬性：Dzookeeper.emulate353TTLNodes。可以修改zkServer.sh腳本，增加：
-Dzookeeper.extendedTypesEnabled=true -Dzookeeper.emulate353TTLNodes=true
在zkServer.sh腳本里查找到start關鍵字，在如下圖所示的地方增加上面的代碼，如何重啟Zookeeper即可。
7、AdminServer
AdminServer 提供了簡單的 Zookeeper 狀態信息查詢功能，每個命令返回一個 json 字符串，AdminServer 默認 URL 為 http://ip:8080/commands。