Zookeeper的集群搭建和ZAB协议详解

Zookeeper的集群搭建

1）zk集群中的角色

Zookeeper集群中的节点有三个角色：

• Leader：处理集群的所有事务请求，集群中只有一个Leader
• Follwoer：只能处理读请求，参与Leader选举
• Observer：只能处理读请求，提升集群读的性能，但不能参与Leader选举
  

2）搭建zk集群

1. 创建4个节点的myid，并设值
   在/usr/local/zookeeper中创建以下四个文件

   /usr/local/zookeeper/zkdata/zk1# echo 1 > myid
   /usr/local/zookeeper/zkdata/zk2# echo 2 > myid
   /usr/local/zookeeper/zkdata/zk3# echo 3 > myid
   /usr/local/zookeeper/zkdata/zk4# echo 4 > myid
   

2. 编写四个zoo.cfg文件，并修改zoox.cfg文件中的配置

   cp zoo.cfg zoox.cfg
   

   修改clientPort，server.<id>=<ip>:<port>:<port>
   并设置其中一个为zookeeper服务端的角色为observer
   
3. 启动4台zookeeper

   ./bin/zkServer.sh start ../conf/zoox.cfg
   

4. 查看主从节点的状态

   ./bin/zkServer.sh status ../conf/zoox.cfg
   

   
   注意：这里我是先启动的zoo2.cfg，因为一些原因zoo1.cfg启动失败了🥲，所以最后才启动的zoo1.cfg。
5. 连接Zookeeper集群

   ./zkCli.sh -server 192.160.72.100:2181,192.160.72.100:2182,192.160.72.100:2183,192.160.72.100:2184
   

ZAB协议

zookeeper作为非常重要的分布式协调组件，需要进行集群部署，集群中会以一主多从的形式进行部署。zookeeper为了保证数据的一致性，使用了ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）协议，这个协议解决了Zookeeper的崩溃恢复和主从数据同步的问题。

1）ZAB协议的四种节点状态

• Looking：选举状态
• Following：Following节点（从节点）所处的状态
• Leading：Leader节点（主节点）所处状态
• Observing：观察者节点所处的状态

2）Leader选举的过程

一般设置非Observer服务器的个数为奇数个。

3）崩溃恢复时的Leader选举

Leader建立完后，Leader周期性地不断向Follower发送心跳（建立socket发送ping命令）。当Leader崩溃后，Follower发现socket通道已关闭，于是Follower开始进入到Looking（选举）状态，重新回到上一节中的Leader选举状态（BIO），此时集群不能对外提供服务。

类似于 Redis 中的哨兵机制

4）主从服务器之间的数据同步

客户端想实现写操作，但是连接的是从节点，那么由从节点把数据发送给主节点，由主节点负责数据的所有写操作，读操作直接由当前连接节点处理。

两阶段提交

5）Zookeeper中的NIO与BIO的应用

• NIO
  • 用于被客户端连接的2181端口，使用的是NIO模式与客户端建立连接
  • 客户端开启Watch时，也使用NIO，等待Zookeeper服务器的回调
• BIO
  • 集群在选举时，多个节点之间的投票通信端口，使用BIO进行通信