Zookeeper(4)—ZK集群部署和選舉
一、集群部署
1.準備三台機器，安裝好ZK。強烈建議奇數台機器，因為zookeeper 通過判斷大多數節點的存活來判斷整個服務是否可用。3個節點，掛掉了2個表示整個集群掛掉，而用偶數4個，掛掉了2個也表示其並不是大部分存活，因此也會掛掉，這樣反而覺得多浪費了一台機器資源。
2.修改配置文件
固定語法格式：server.節點ID=ip:數據同步埠:選舉埠
節點ID：服務id手動指定1至125之間的數字，並寫到對應服務節點的 {dataDir}/myid 文件中。
IP地址：節點的遠程IP地址
數據同步埠：主從同步數據複製埠。
遠舉埠：主節點掛了，選舉新的主節點的通訊埠。
如：
server.1=192.168.0.67:28888:38888
server.2=192.168.0.68:28888:38888
server.3=192.168.0.69:28888:38888
三台機器都是一樣的內容：
3.配置文件中指定的dataDir目錄下面創建myid文件並寫入配置中的對應值
我的dataDir目錄是/tmp/zookeeper
對應配置中的IP對應的節點ID寫入
192.168.0.67：
192.168.0.68：
192.168.0.69：
4.各自使用配置文件啟動服務
./zkServer.sh start ../conf/zoo.cfg
5.查看各自的節點的狀態
./zkServer.sh status
我們可以看到有兩台是follower 一台是leader
6.連接集群
連接任意一台節點即可連接集群，也可以每一台都去連接，使用,分割
zkCli.sh 後加參數-server 表示連接指定IP與埠
./zkCli.sh -server 192.168.0.67:2181
連接集群67節點 寫入數據，然後再連接68一樣可以看到寫入的數據，說明數據同步了
如果我們停掉一台機器，集群仍然可用，如果停掉的是leader，那麼集群會選舉新的leader，選舉的時候整個集群是不可用的。如果停掉兩台機器，集群就會不可用了。
二、集群角色
前面通過./zkServer.sh status 指令我們看到了集群角色中的leader和follower，還有一個observer
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leader |
主節點，又名領導者。用於寫入數據，通過選舉產生，如果宕機將會選舉新的主節點。 |
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follower |
子節點，又名追隨者。用於實現數據的讀取。同時他也是主節點的備選節點，並用擁有投票權。 |
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observer |
次級子節點，又名觀察者。用於讀取數據，與follower區別在於沒有投票權，不能選為主節點。並且在計算集群可用狀態時不會將observer計算入內。 |
observer配置：
只要在集群配置中加上observer後綴即可，示例如下：
server.3=192.168.0.69:2889:3889:observer
三、集群選舉
前面我們通過./zkServer.sh status 指令已經看到68機器的leader， 67和69是follower
為什麼68是leader呢？集群選舉的時候，第一輪全部投給自己，後面每次都遞增投給比自己myid大的相鄰結點。如果票數過半選舉結束。
假如是四個節點還會進行第三輪選舉，第三輪第一個節點會投給第三個節點，所以如果是4個節點那麼leader就會是第三個節點。
集群節點中出現選舉有兩種情況，一種是節點啟動，另一種是半數以上節點無法和leader建立連接。
當節點初始起動時會在集群中尋找Leader節點，如果找到則與Leader建立連接，其自身狀態變化follower或observer。如果沒有找到Leader，當前節點狀態將變化LOOKING，進入選舉流程。
在集群運行其間如果有follower或observer節點宕機只要不超過半數並不會影響整個集群服務的正常運行。但如果leader宕機，將暫停對外服務，所有follower將進入LOOKING 狀態，進入選舉流程。
四、數據同步
zookeeper的數據同步是為了保證各節點中數據的一致性。一個是正常客戶端數據提交，另一個是服務宕機恢復之後的數據同步。之前的操作我們也看見了在一台機器上面寫入數據之後，在其他的機器上面也是有數據的。
數據寫入時，請求可能是發送給follower的，這個時候會將請求轉發給leader
1.client向zk中的server發送寫請求，如果該server不是leader，則會將該寫請求轉發給leader server，leader將請求事務以proposal形式分發給follower；
2.當follower收到收到leader的proposal時，根據接收的先後順序處理proposal；
3.當Leader收到follower針對某個proposal過半的ack後，則發起事務提交，重新發起一個commit的proposal
4.Follower收到commit的proposal後，記錄事務提交，並把數據更新到記憶體資料庫；當寫成功後，回饋給client。
在集群運行過程當中如果有一個follower節點宕機，由於宕機節點沒過半，集群仍然能正常服務。當leader 收到新的客戶端請求，此時無法同步給宕機的節點。造成數據不一至。為了解決這個問題，當節點啟動時，第一件事情就是找當前的Leader，比對數據是否一至。不一至則開始同步,同步完成之後在進行對外提供服務。
那麼zk是怎麼來確認數據版本呢，是通過前面介紹過的Zxid，來進行對比的。能參與leader選舉的節點也是zxid最新的節點（最新zxid數據是完整的）
Zxid是一個長度64位的數字，其中低32位是按照數字遞增，任何數據的變更都會導致,低32位的數字簡單加1。高32位是leader周期編號，每當選舉出一個新的leader時，新的leader就從本地事物日誌中取出ZXID,然後解析出高32位的周期編號，進行加1，再將低32位的全部設置為0。這樣就保證了每次新選舉的leader後，保證了ZXID的唯一性而且是保證遞增的。
簡單來說就是選舉會讓zxid的高32的數據加1，每次數據變更會讓zxid的低32位數據加1，所以zxid最大的節點數據永遠是最完整的一個。
五、集群運維指令
Zk提供了一些運維相關的指令，可以通過telnet或nc向zk發出命令。這些命令都有4個字母組成又叫四字運維命令。
默認這些指令是關閉的，通過配置文件中配置4lw.commands.whitelist來開啟這些命令
部分開啟：4lw.commands.whitelist=stat, conf, isro,envi
全部開啟：4lw.commands.whitelist=*
可能需要安裝Netcat工具：
yum install -y nc
查看伺服器及客戶端連接狀態：
echo stat | nc localhost 2181
1.conf：3.3.0中的新增功能：列印有關服務配置的詳細資訊。
2.crst：3.3.0中的新增功能：重置所有連接的連接/會話統計資訊。
3.dump：列出未完成的會話和臨時節點。這僅適用於leader。
4.envi：列印有關服務環境的詳細資訊
6.ruok：測試伺服器是否以非錯誤狀態運行。如果伺服器正在運行，它將以imok響應。否則，它將完全不響應。響應「 imok」不一定表示伺服器已加入仲裁，只是伺服器進程處於活動狀態並綁定到指定的客戶端埠。使用「 stat」獲取有關狀態仲裁和客戶端連接資訊的詳細資訊。
7.srst：重置伺服器統計資訊。
8.srvr：3.3.0中的新功能：列出伺服器的完整詳細資訊。
9.stat：列出伺服器和連接的客戶端的簡要詳細資訊。
10.wchs：3.3.0中的新增功能：列出有關伺服器監視的簡要資訊。
11.wchc：3.3.0中的新增功能：按會話列出有關伺服器監視的詳細資訊。這將輸出具有相關監視（路徑）的會話（連接）列表。請注意，根據watch的數量，此操作可能會很昂貴（即影響伺服器性能），請小心使用。
12.dirs：3.5.1中的新增功能：以位元組為單位顯示快照和日誌文件的總大小
13.wchp：3.3.0中的新增功能：按路徑列出有關伺服器監視的詳細資訊。這將輸出具有關聯會話的路徑（znode）列表。請注意，根據手錶的數量，此操作可能會很昂貴（即影響伺服器性能），請小心使用。
14.mntr：3.4.0中的新增功能：輸出可用於監視集群運行狀況的變數列表。
