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一、Zookeeper基础简介

1、概念简介

Zookeeper是一个Apache开源的分布式的应用，为系统架构提供协调服务。从设计模式角度来审视：该组件是一个基于观察者模式设计的框架，负责存储和管理数据，接受观察者的注册，一旦数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的观察者做出相应的反应，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式。ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

2、基本理论

• 数据结构

ZooKeeper记录数据的结构与Linux文件系统相似，整体可以看作一棵树，每个节点称ZNode。每个Znode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

• 节点类型

短暂（ephemeral）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自动删除。
持久（persistent）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点持久化保存。

• 集群服务

在Zookeeper集群服务是由一个领导者（leader），多个跟随者（follower）组成的集群。领导者负责进行投票的发起和决议，更新集群服务状态。跟随者用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票。集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。

• 数据一致性

每个server保存一份相同的数据拷贝，客户端无论请求到被集群中哪个server处理，得到的数据都是一致的。

3、应用场景

• 经典应用：Dubbo框架的服务注册和发现；
• 分布式消息同步和协调机制；
• 服务器节点动态上下线；
• 统一配置管理、负载均衡、集群管理；

二、安全管理操作

1、操作权限

ZooKeeper的节点有5种操作权限：CREATE(增)、READ(查)、WRITE(改)、DELETE(删)、ADMIN(管理)等相关权限，这5种权限集合可以简写为crwda，每个单词的首字符拼接而成。

2、认证方式：

• world

默认方式，开放的权限，意解为全世界都能随意访问。

• auth

已经授权且认证通过的用户才可以访问。

• digest

用户名:密码方式认证，实际业务开发中最常用的方式。

• IP白名单

授权指定的Ip地址，和指定的权限点，控制访问。

3、Digest授权流程

• 添加认证用户

addauth digest 用户名:密码

• 设置权限

setAcl /path auth:用户名:密码:权限

• 查看Acl设置

getAcl /path

• 完整操作流程

-- 添加授权用户 [zk: localhost:2181] addauth digest smile:123456 -- 创建节点 [zk: localhost:2181] create /cicada cicada -- 节点授权 [zk: localhost:2181] setAcl /cicada auth:smile:123456:cdrwa -- 查看授权 [zk: localhost:2181] getAcl /cicada

三、整合 SpringBoot2 框架

1、核心依赖

Curator是Apache开源的一个Zookeeper客户端连接和操作的组件，Curator框架在Zookeeper原生API接口上进行二次包装。提供ZooKeeper各种应用场景：比如：分布式锁服务、集群领导选举、共享计数器、缓存机制、分布式队列等API封装。

<dependency> <groupId>org.apache.curator</groupId> <artifactId>curator-framework</artifactId> <version>2.12.0</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.curator</groupId> <artifactId>curator-recipes</artifactId> <version>2.12.0</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.curator</groupId> <artifactId>curator-client</artifactId> <version>2.12.0</version> </dependency>

2、Zookeeper参数

zoo: keeper: #开启标志 enabled: true #服务器地址 server: 127.0.0.1:2181 #命名空间，被称为ZNode namespace: cicada #权限控制，加密 digest: smile:123456 #会话超时时间 sessionTimeoutMs: 3000 #连接超时时间 connectionTimeoutMs: 60000 #最大重试次数 maxRetries: 2 #初始休眠时间 baseSleepTimeMs: 1000

3、服务初始化配置

@Configuration public class ZookeeperConfig { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ZookeeperConfig.class) ; @Resource private ZookeeperParam zookeeperParam ; private static CuratorFramework client = null ; /** * 初始化 */ @PostConstruct public void init (){ //重试策略，初试时间1秒，重试10次 RetryPolicy policy = new ExponentialBackoffRetry( zookeeperParam.getBaseSleepTimeMs(), zookeeperParam.getMaxRetries()); //通过工厂创建Curator client = CuratorFrameworkFactory.builder() .connectString(zookeeperParam.getServer()) .authorization("digest",zookeeperParam.getDigest().getBytes()) .connectionTimeoutMs(zookeeperParam.getConnectionTimeoutMs()) .sessionTimeoutMs(zookeeperParam.getSessionTimeoutMs()) .retryPolicy(policy).build(); //开启连接 client.start(); LOGGER.info("zookeeper 初始化完成..."); } public static CuratorFramework getClient (){ return client ; } public static void closeClient (){ if (client != null){ client.close(); } } }

4、封装系列接口

public interface ZookeeperService { /** * 判断节点是否存在 */ boolean isExistNode (final String path) ; /** * 创建节点 */ void createNode (CreateMode mode,String path ) ; /** * 设置节点数据 */ void setNodeData (String path, String nodeData) ; /** * 创建节点 */ void createNodeAndData (CreateMode mode, String path , String nodeData) ; /** * 获取节点数据 */ String getNodeData (String path) ; /** * 获取节点下数据 */ List<String> getNodeChild (String path) ; /** * 是否递归删除节点 */ void deleteNode (String path,Boolean recursive) ; /** * 获取读写锁 */ InterProcessReadWriteLock getReadWriteLock (String path) ; }

5、接口实现

@Service public class ZookeeperServiceImpl implements ZookeeperService { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ZookeeperServiceImpl.class); @Override public boolean isExistNode(String path) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient(); client.sync() ; try { Stat stat = client.checkExists().forPath(path); return client.checkExists().forPath(path) != null; } catch (Exception e) { LOGGER.error("isExistNode error...", e); e.printStackTrace(); } return false; } @Override public void createNode(CreateMode mode, String path) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; try { // 递归创建所需父节点 client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(mode).forPath(path); } catch (Exception e) { LOGGER.error("createNode error...", e); e.printStackTrace(); } } @Override public void setNodeData(String path, String nodeData) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; try { // 设置节点数据 client.setData().forPath(path, nodeData.getBytes("UTF-8")); } catch (Exception e) { LOGGER.error("setNodeData error...", e); e.printStackTrace(); } } @Override public void createNodeAndData(CreateMode mode, String path, String nodeData) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; try { // 创建节点，关联数据 client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(mode) .forPath(path,nodeData.getBytes("UTF-8")); } catch (Exception e) { LOGGER.error("createNode error...", e); e.printStackTrace(); } } @Override public String getNodeData(String path) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; try { // 数据读取和转换 byte[] dataByte = client.getData().forPath(path) ; String data = new String(dataByte,"UTF-8") ; if (StringUtils.isNotEmpty(data)){ return data ; } }catch (Exception e) { LOGGER.error("getNodeData error...", e); e.printStackTrace(); } return null; } @Override public List<String> getNodeChild(String path) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; List<String> nodeChildDataList = new ArrayList<>(); try { // 节点下数据集 nodeChildDataList = client.getChildren().forPath(path); } catch (Exception e) { LOGGER.error("getNodeChild error...", e); e.printStackTrace(); } return nodeChildDataList; } @Override public void deleteNode(String path, Boolean recursive) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; try { if(recursive) { // 递归删除节点 client.delete().guaranteed().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path); } else { // 删除单个节点 client.delete().guaranteed().forPath(path); } } catch (Exception e) { LOGGER.error("deleteNode error...", e); e.printStackTrace(); } } @Override public InterProcessReadWriteLock getReadWriteLock(String path) { CuratorFramework client = ZookeeperConfig.getClient() ; // 写锁互斥、读写互斥 InterProcessReadWriteLock readWriteLock = new InterProcessReadWriteLock(client, path); return readWriteLock ; } }

6、基于Swagger2接口

@Api("Zookeeper接口管理") @RestController public class ZookeeperApi { @Resource private ZookeeperService zookeeperService ; @ApiOperation(value="查询节点数据") @GetMapping("/getNodeData") public String getNodeData (String path) { return zookeeperService.getNodeData(path) ; } @ApiOperation(value="判断节点是否存在") @GetMapping("/isExistNode") public boolean isExistNode (final String path){ return zookeeperService.isExistNode(path) ; } @ApiOperation(value="创建节点") @GetMapping("/createNode") public String createNode (CreateMode mode, String path ){ zookeeperService.createNode(mode,path) ; return "success" ; } @ApiOperation(value="设置节点数据") @GetMapping("/setNodeData") public String setNodeData (String path, String nodeData) { zookeeperService.setNodeData(path,nodeData) ; return "success" ; } @ApiOperation(value="创建并设置节点数据") @GetMapping("/createNodeAndData") public String createNodeAndData (CreateMode mode, String path , String nodeData){ zookeeperService.createNodeAndData(mode,path,nodeData) ; return "success" ; } @ApiOperation(value="递归获取节点数据") @GetMapping("/getNodeChild") public List<String> getNodeChild (String path) { return zookeeperService.getNodeChild(path) ; } @ApiOperation(value="是否递归删除节点") @GetMapping("/deleteNode") public String deleteNode (String path,Boolean recursive) { zookeeperService.deleteNode(path,recursive) ; return "success" ; } }

四、源代码地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/middle-ware-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/middle-ware-parent