架构设计 | 分布式系统调度，Zookeeper集群化管理
本文源码：GitHub·点这里 || GitEE·点这里
一、框架简介
1、基础简介
Zookeeper基于观察者模式设计的组件，主要应用于分布式系统架构中的，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、软负载均衡等场景。
2、集群选举
Zookeeper集群基于半数机制，集群中半数以上机器存活，集群处于可用状态。所以建议Zookeeper集群安装为奇数台服务器。在集群的配置文件中并没有指定Master和Slave。在Zookeeper工作时，是有一个节点为Leader，其他则为Follower，Leader是通过内部的选举机制临时产生的。
基本描述
假设有三台服务器组成的Zookeeper集群，每个节点的myid编号依次1-3，依次启动服务器，会发现server2被选择为Leader节点。
server1启动，执行一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一票，未达到半数以上（2票），选举无法完成，服务器1状态保持为LOOKING；
server2启动，再执行一次选举。服务器1和2分别投自己一票，并交换选票信息，因为服务器2的myid比服务器1的myid大，服务器1会更改选票为投服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，达到半数以上，选举完成，服务器1状态为follower，2状态保持leader，此时集群可用，服务器3启动后直接为follower。
二、集群配置
1、创建配置目录
# mkdir -p /data/zookeeper/data
# mkdir -p /data/zookeeper/logs
2、基础配置
# vim /opt/zookeeper-3.4.14/conf/zoo.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper/data
dataLogDir=/data/zookeeper/logs
clientPort=2181
3、单节点配置
# vim /data/zookeeper/data/myid
三个节点服务，分别在myid文件中写入[1,2,3]
4、集群服务
在每个服务的zoo.cfg配置文件中写入如下配置：
server.1=192.168.72.133:2888:3888
server.2=192.168.72.136:2888:3888
server.3=192.168.72.137:2888:3888
5、启动集群
分别启动三台zookeeper服务
[zookeeper-3.4.14]# bin/zkServer.sh start
Starting zookeeper ... STARTED
6、查看集群状态
Mode: leader是Master节点
Mode: follower是Slave节点
[zookeeper-3.4.14]# bin/zkServer.sh status
Mode: leader
7、集群状态测试
随便登录一台服务的客户端，创建一个测试节点，然后在其他服务上查看。
[zookeeper-3.4.14 bin]# ./zkCli.sh
[zk: 0] create /node-test01 node-test01
Created /node-test01
[zk: 1] get /node-test01
或者关闭leader节点
[zookeeper-3.4.14 bin]# ./zkServer.sh stop
则会重新选举该节点。
8、Nginx统一管理
[rnginx-1.15.2 conf]# vim nginx.conf
stream {
upstream zkcluster {
server 192.168.72.133:2181;
server 192.168.72.136:2181;
server 192.168.72.136:2181;
}
server {
listen 2181;
proxy_pass zkcluster;
}
}
三、服务节点监听
1、基本原理
分布式系统中，主节点可以有多台，可以动态上下线，任意一台客户端都能实时感知到主节点服务器的上下线。
流程描述：
- 启动Zookeeper集群服务；
- RegisterServer模拟服务端注册；
- ClientServer模拟客户端监听；
- 启动服务端注册三次，注册不同节点的zk-node服务；
- 依次关闭注册的服务端，模拟服务下线流程；
- 查看客户端日志，可以监控到服务节点变化；
首先创建一个节点：serverList，用来存放服务器列表。
[zk: 0] create /serverList "serverList"
2、服务端注册
package com.zkper.cluster.monitor;
import java.io.IOException;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
public class RegisterServer {
private ZooKeeper zk ;
private static final String connectString = "127.0.0.133:2181,127.0.0.136:2181,127.0.0.137:2181";
private static final int sessionTimeout = 3000;
private static final String parentNode = "/serverList";
private void getConnect() throws IOException{
zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
}
});
}
private void registerServer(String nodeName) throws Exception{
String create = zk.create(parentNode + "/server", nodeName.getBytes(),
Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
System.out.println(nodeName +" 上线："+ create);
}
private void working() throws Exception{
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
RegisterServer server = new RegisterServer();
server.getConnect();
// 分别启动三次服务，注册不同节点，再一次关闭不同服务端看客户端效果
// server.registerServer("zk-node-133");
// server.registerServer("zk-node-136");
server.registerServer("zk-node-137");
server.working();
}
}
3、客户端监听
package com.zkper.cluster.monitor;
import org.apache.zookeeper.*;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClientServer {
private ZooKeeper zk ;
private static final String connectString = "127.0.0.133:2181,127.0.0.136:2181,127.0.0.137:2181";
private static final int sessionTimeout = 3000;
private static final String parentNode = "/serverList";
private void getConnect() throws IOException {
zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, new Watcher() {
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
try {
// 监听在线的服务列表
getServerList();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
private void getServerList() throws Exception {
List<String> children = zk.getChildren(parentNode, true);
List<String> servers = new ArrayList<>();
for (String child : children) {
byte[] data = zk.getData(parentNode + "/" + child, false, null);
servers.add(new String(data));
}
System.out.println("当前服务列表："+servers);
}
private void working() throws Exception{
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClientServer client = new ClientServer();
client.getConnect();
client.getServerList();
client.working();
}
}
四、源代码地址
GitHub·地址
//github.com/cicadasmile/data-manage-parent
GitEE·地址
//gitee.com/cicadasmile/data-manage-parent
推荐阅读：数据和架构管理
