zookeeper-分布式协调系统

一、zookeeper-分布式协调系统

下载地址：https://zookeeper.apache.org/releases.html

1、概述

zookeeper是一个树形的存储系统，根是 “/”，zookeeper=文件系统+监听通知机制，客户端可以注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化（数据改变、被删除、子目录节点增加删除）时，zookeeper会通知客户端

2、结构

zookeeper类似于Linux的文件树结构，不同的是，zookeeper的节点本身可以存储数据

3、排它锁

使用zookeeper的客户端创建节点时，若不同的客户端所要创建的节点路径相同，则只有一个会被创建成功，可以利用这个特性设计排它锁，节点创建成功则获得锁（其他的客户端监听该节点，若节点销毁，则表明该锁被释放或持有锁的客户端断开连接，其他客户端可以再次竞争性的创建该节点）

4、持久节点和临时节点

节点可以按照存在时间分为持久节点和临时节点

1、持久节点

节点会一直存在直到被手动销毁

2、临时节点

创建该节点的客户端一旦断开连接，该节点自动销毁

5、权限特性

• ZooKeeper的权限控制是基于每个zNode节点的，需要对每个节点设置权限
• 每个zNode支持设置多种权限控制方案和多个权限
• 子节点不会继承父节点的权限，客户端无权访问某节点，但可能可以访问它的子节点
• 客户端断开连接后，需要重新addauth认证

6、权限细节

ACL 权限控制，使用<权限模式>:<授权对象>:<权限> 来标识

1、权限模式

权限模式分为四类：world，ip，auth，digest

• world：默认的权限模式，只有一个用户：anyone，代表所有人
• ip：使用IP地址认证，设置ip地址或地址段，只允许此 地址下的客户端
• auth：使用已添加认证的用户认证，此方式需要提前在zookeeper服务器中添加用户，设置密码时应使用明文密码，服务器将自动加密保存
• digest：使用“用户名:密码”方式认证，此方式输入的密码应使用密文，服务器不会自动对这里的密码加密

2、授权对象

授权对象可以是具体的用户或者一个实体（IP、机器）

3、权限

权限分为五种，CREATE, DELETE, WRITE, READ, ADMIN, 设置权限时，使用其简写，如：auth:tom:cdr，表示对tom授予CREATE, DELETE, READ权限

• CREATE 简写c 可以创建子节点
• DELETE 简写d 可以删除子节点
• READ 简写r 可以读取节点数据及显示子节点列表
• WRITE 简写w 可以设置节点数据
• ADMIN 简写a 可以设置节点访问控制列表权限

7、命令行

1、world模式

setAcl <path> world:anyone:<acl>
setAcl /node1 world:anyone:cdrwa

2、ip模式

setAcl <path> ip:<ip>:<acl>
setAcl /node2 ip:192.168.100.1:cdrwa

3、auth模式

先addauth添加用户，然后对用户设置权限

#添加认证用户
addauth digest <user>:<password>
setAcl <path> auth:<user>:<acl>

4、digest模式

这里的密码是经过SHA1及BASE64处理的密文

在SHELL中可以通过以下命令计算：
echo -n <user>:<password> | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
例如：
echo -n yoonper:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
UvJWhBril5yzpEiA2eV7bwwhfLs=
      
setAcl <path> digest:<user>:<password>:<acl>
setAcl /node4 digest:yoonper:UvJWhBril5yzpEiA2eV7bwwhfLs=:cdrwa

8、Java API

在pom中导入合适版本的jar包：https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.zookeeper/zookeeper

1、连接到zookeeper服务器

final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
//连接成功后，会回调watcher监听，此连接操作是异步的，执行完new语句后，直接调用后续代码
Zookeeper zooKeeper = new ZooKeeper(CONNECT_STRING, TIMEOUT, new Watcher() {
    public void process(WatchedEvent event) {
        if(Event.KeeperState.SyncConnected == event.getState()){
            //如果收到了服务端的响应事件,连接成功
            countDownLatch.countDown();
        }
    }
});
countDownLatch.await();

2、身份认证

如果将要访问的资源有权限要求，则应当在访问之前向服务器验证身份，获取对应资源的访问权限

zooKeeper.addAuthInfo("digest", "username:password".getBytes());

3、查询节点权限

List<ACL> aclList = zooKeeper.getACL(String path, Stat stat);

4、查询子节点

List<String> children = zooKeeper.getChildren(String path, Watcher watcerh);

5、设置节点权限

//perm: Perms 枚举
//id：Ids 枚举
ACL acl = new ACL(int perm, ID id);

//version: Version 枚举
Stat stat = zooKeeper.setACL(String path, List<ACL> list, int version);

6、检测节点及注册监听

//若存在，该方法返回节点的状态信息
//若watcher非空，则该方法还可以对节点注册监听器，监听节点的状态
Stat stat = zooKeeper.exists(String path, Watcher watcher)

7、设置节点数据

//version: Version 枚举
//data: String.getBytes() 可以返回 Byte[]
zooKeeper.setData(String path, byte[] data, int version);

8、查询节点数据

byte[] data = zooKeeper.setData(String path, byte[] data, int version)
String str = new String(data);

9、创建节点

//mode: CreateMode 枚举
zooKeeper.create(String path, byte[] data, List<ACL> list, CreateMode mode);

10、删除节点

zookeeper.delete(String path, int version);