ZooKeeper的安裝與部署

本文講述如何安裝和部署ZooKeeper。

一、系統要求

ZooKeeper可以運行在多種系統平臺上面，表1展示了zk支持的系統平臺，以及在該平臺上是否支持開發環境或者生產環境。

表1：ZooKeeper支持的運行平臺

| 系統 | 開發環境 | 生產環境|
| Linux| 支持 | 支持|
| Solaris| 支持| 支持|
| FreeBSD| 支持 | 支持|
| Windows| 支持 | 不支持|
| MacOS | 支持| 不支持|
ZooKeeper是用Java編寫的，運行在Java環境上，因此，在部署zk的機器上需要安裝Java運行環境。為了正常運行zk，我們需要JRE1.6或者以上的版本。
對于集群模式下的ZooKeeper部署，3個ZooKeeper服務進程是建議的最小進程數量，而且不同的服務進程建議部署在不同的物理機器上面，以減少機器宕機帶來的風險，以實現ZooKeeper集群的高可用。
ZooKeeper對于機器的硬件配置沒有太大的要求。例如，在Yahoo!內部，ZooKeeper部署的機器其配置通常如下：雙核處理器，2GB內存，80GB硬盤。

二、下載

可以從 https://zookeeper.apache.org/releases.html 下載ZooKeeper，目前最新的穩定版本為 3.4.8 版本，用戶可以自行選擇一個速度較快的鏡像來下載即可。

三、目錄

下載并解壓ZooKeeper軟件壓縮包后，可以看到zk包含以下的文件和目錄：
在這里插入圖片描述
圖1：ZooKeeper軟件的文件和目錄

bin目錄
zk的可執行腳本目錄，包括zk服務進程，zk客戶端，等腳本。其中，.sh是Linux環境下的腳本，.cmd是Windows環境下的腳本。
conf目錄
配置文件目錄。zoo_sample.cfg為樣例配置文件，需要修改為自己的名稱，一般為zoo.cfg。log4j.properties為日志配置文件。
lib
zk依賴的包。
contrib目錄
一些用于操作zk的工具包。
recipes目錄
zk某些用法的代碼示例

四、單機模式

ZooKeeper的安裝包括單機模式安裝，以及集群模式安裝。

單機模式較簡單，是指只部署一個zk進程，客戶端直接與該zk進程進行通信。
在開發測試環境下，通過來說沒有較多的物理資源，因此我們常使用單機模式。當然在單臺物理機上也可以部署集群模式，但這會增加單臺物理機的資源消耗。故在開發環境中，我們一般使用單機模式。
但是要注意，生產環境下不可用單機模式，這是由于無論從系統可靠性還是讀寫性能，單機模式都不能滿足生產的需求。
4.1 運行配置
上面提到，conf目錄下提供了配置的樣例zoo_sample.cfg，要將zk運行起來，需要將其名稱修改為zoo.cfg。
打開zoo.cfg，可以看到默認的一些配置。

tickTime
時長單位為毫秒，為zk使用的基本時間度量單位。例如，1 * tickTime是客戶端與zk服務端的心跳時間，2 * tickTime是客戶端會話的超時時間。
tickTime的默認值為2000毫秒，更低的tickTime值可以更快地發現超時問題，但也會導致更高的網絡流量（心跳消息）和更高的CPU使用率（會話的跟蹤處理）。
clientPort
zk服務進程監聽的TCP端口，默認情況下，服務端會監聽2181端口。
dataDir
無默認配置，必須配置，用于配置存儲快照文件的目錄。如果沒有配置dataLogDir，那么事務日志也會存儲在此目錄。
4.2 啟動
在Windows環境下，直接雙擊zkServer.cmd即可。在Linux環境下，進入bin目錄，執行命令

./zkServer.sh start
1
這個命令使得zk服務進程在后臺進行。如果想在前臺中運行以便查看服務器進程的輸出日志，可以通過以下命令運行：

./zkServer.sh start-foreground
1
執行此命令，可以看到大量詳細信息的輸出，以便允許查看服務器發生了什么。

使用文本編輯器打開zkServer.cmd或者zkServer.sh文件，可以看到其會調用zkEnv.cmd或者zkEnv.sh腳本。zkEnv腳本的作用是設置zk運行的一些環境變量，例如配置文件的位置和名稱等。

4.3 連接
如果是連接同一臺主機上的zk進程，那么直接運行bin/目錄下的zkCli.cmd（Windows環境下）或者zkCli.sh（Linux環境下），即可連接上zk。
直接執行zkCli.cmd或者zkCli.sh命令默認以主機號 127.0.0.1，端口號 2181 來連接zk，如果要連接不同機器上的zk，可以使用 -server 參數，例如：

bin/zkCli.sh -server 192.168.0.1:2181
1

五、集群模式

單機模式的zk進程雖然便于開發與測試，但并不適合在生產環境使用。在生產環境下，我們需要使用集群模式來對zk進行部署。

**注意** 
在集群模式下，建議至少部署3個zk進程，或者部署奇數個zk進程。如果只部署2個zk進程，當其中一個zk進程掛掉后，剩下的一個進程并不能構成一個quorum的大多數。因此，部署2個進程甚至比單機模式更不可靠，因為2個進程其中一個不可用的可能性比一個進程不可用的可能性還大。

5. 1 運行配置
在集群模式下，所有的zk進程可以使用相同的配置文件（是指各個zk進程部署在不同的機器上面），例如如下配置：

tickTime=2000
dataDir=/home/myname/zookeeper
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=192.168.229.160:2888:3888
server.2=192.168.229.161:2888:3888
server.3=192.168.229.162:2888:3888

initLimit
ZooKeeper集群模式下包含多個zk進程，其中一個進程為leader，余下的進程為follower。
當follower最初與leader建立連接時，它們之間會傳輸相當多的數據，尤其是follower的數據落后leader很多。initLimit配置follower與leader之間建立連接后進行同步的最長時間。
syncLimit
配置follower和leader之間發送消息，請求和應答的最大時間長度。
tickTime
tickTime則是上述兩個超時配置的基本單位，例如對于initLimit，其配置值為5，說明其超時時間為 2000ms * 5 = 10秒。
server.id=host:port1:port2
其中id為一個數字，表示zk進程的id，這個id也是dataDir目錄下myid文件的內容。
host是該zk進程所在的IP地址，port1表示follower和leader交換消息所使用的端口，port2表示選舉leader所使用的端口。
dataDir
其配置的含義跟單機模式下的含義類似，不同的是集群模式下還有一個myid文件。myid文件的內容只有一行，且內容只能為1 - 255之間的數字，這個數字亦即上面介紹server.id中的id，表示zk進程的id。

**注意** 
如果僅為了測試部署集群模式而在同一臺機器上部署zk進程，server.id=host:port1:port2配置中的port參數必須不同。但是，為了減少機器宕機的風險，強烈建議在部署集群模式時，將zk進程部署不同的物理機器上面。

5.2 啟動
假如我們打算在三臺不同的機器 192.168.229.160，192.168.229.161，192.168.229.162上各部署一個zk進程，以構成一個zk集群。
三個zk進程均使用相同的 zoo.cfg 配置：

tickTime=2000
dataDir=/home/myname/zookeeper
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=192.168.229.160:2888:3888
server.2=192.168.229.161:2888:3888
server.3=192.168.229.162:2888:3888

在三臺機器dataDir目錄（ /home/myname/zookeeper 目錄）下，分別生成一個myid文件，其內容分別為1，2，3。然后分別在這三臺機器上啟動zk進程，這樣我們便將zk集群啟動了起來。

5.3 連接
可以使用以下命令來連接一個zk集群：

bin/zkCli.sh -server 192.168.229.160:2181,192.168.229.161:2181,192.168.229.162:2181

成功連接后，可以看到如下輸出：

2016-06-28 19:29:18,074 [myid:] - INFO  [main:ZooKeeper@438] - Initiating client connection, connectString=192.168.229.160:2181,192.168.229.161:2181,192.168.229.162:2181 sessionTimeout=30000 watcher=org.apache.zookeeper.ZooKeeperMain$MyWatcher@770537e4
Welcome to ZooKeeper!
2016-06-28 19:29:18,146 [myid:] - INFO  [main-SendThread(192.168.229.162:2181):ClientCnxn$SendThread@975] - Opening socket connection to server 192.168.229.162/192.168.229.162:2181. Will not attempt to authenticate using SASL (unknown error)
JLine support is enabled
2016-06-28 19:29:18,161 [myid:] - INFO  [main-SendThread(192.168.229.162:2181):ClientCnxn$SendThread@852] - Socket connection established to 192.168.229.162/192.168.229.162:2181, initiating session
2016-06-28 19:29:18,199 [myid:] - INFO  [main-SendThread(192.168.229.162:2181):ClientCnxn$SendThread@1235] - Session establishment complete on server 192.168.229.162/192.168.229.162:2181, sessionid = 0x3557c39d2810029, negotiated timeout = 30000WATCHER::WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null
[zk: 192.168.229.160:2181,192.168.229.161:2181,192.168.229.162:2181(CONNECTED) 0]

圖2：客戶端連接zk集群的輸出日志

從日志輸出可以看到，客戶端連接的是192.168.229.162:2181進程（連接上哪臺機器的zk進程是隨機的），客戶端已成功連接上zk集群。