Zookeeper系列五：Master選舉、ZK高級特性：基本模型

一、Master選舉

1. master選舉原理：

有多個master，每次只能有一個master負責主要的工作，其他的master作為備份，同時對負責工作的master進行監(jiān)聽，一旦負責工作的master掛掉了，其他的master就會收到監(jiān)聽的事件，從而去搶奪負責工作的權(quán)利，其他沒有爭奪到負責主要工作的master轉(zhuǎn)而去監(jiān)聽負責工作的新master。

本質(zhì)其實是利用zookeeper的臨時節(jié)點的特性：臨時節(jié)點隨著會話的消亡二消亡，同一個臨時節(jié)點只能創(chuàng)建一個，創(chuàng)建失敗的節(jié)點（從master）對創(chuàng)建成功節(jié)點（主master）進行監(jiān)控，一旦創(chuàng)建成功的節(jié)點（主master）會話消失，之前創(chuàng)建失敗的節(jié)點（從master）就會監(jiān)聽到去搶奪創(chuàng)建臨時節(jié)點

2. 代碼實現(xiàn)-兩個tomcat模擬master選舉

2.1 準備工作：

1）首先在新建一個maven項目ZK-Demo,然后在pom.xml里面引入zk的依賴

        <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
            <version>3.4.10</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-framework</artifactId>
            <version>4.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-recipes</artifactId>
            <version>4.0.0</version>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.tomcat</groupId>
            <artifactId>tomcat-catalina</artifactId>
            <version>7.0.39</version>
        </dependency>

2）在eclipse里面配置兩個tomcat，具體方法百度

注意：這里的兩個tomcat的命名不規(guī)范，端口分別為8080,8081

2.2 編寫選舉master的業(yè)務(wù)類

package com.study.demo.election;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletException;

import org.apache.catalina.connector.Request;
import org.apache.catalina.connector.Response;
import org.apache.catalina.valves.ValveBase;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.cache.TreeCache;
import org.apache.curator.framework.recipes.cache.TreeCacheEvent;
import org.apache.curator.framework.recipes.cache.TreeCacheListener;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;

/**
* 
* @Description: 兩個tomcat模擬master選舉
* @author liguangsheng
* @date 2018年9月6日
*
*/
public class ZkTomcatMaster extends ValveBase {

    private static CuratorFramework client;
    // zk臨時節(jié)點路徑（主master）
    private final static String zkPath = "/Tomcat/ActiveLock";
    //Curator事件監(jiān)聽
    private static TreeCache cache;

    @Override
    public void invoke(Request request, Response response) throws IOException, ServletException {
        client = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("192.168.152.130:2181").connectionTimeoutMs(1000)
                .retryPolicy(new ExponentialBackoffRetry(1000, 3)).build();
        client.start();

        try {
            createZKNode(zkPath);
        } catch (Exception e1) {
            System.out.println("=========== 搶奪成為master失敗，對master進行監(jiān)控！");
            try {
                addZKNodeListener(zkPath);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //創(chuàng)建臨時節(jié)點zkPath = "/Tomcat/ActiveLock"
    private void createZKNode(String path) throws Exception {
        client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);
        System.out.println("=========== 創(chuàng)建成功，節(jié)點當選為master");
    }

    //創(chuàng)建臨時節(jié)點zkPath = "/Tomcat/ActiveLock"失敗時對創(chuàng)建成功的節(jié)點(主master)進行監(jiān)聽
    private void addZKNodeListener(final String path) throws Exception {
        cache = new TreeCache(client, path);
        cache.start();
        cache.getListenable().addListener(new TreeCacheListener() {
            public void childEvent(CuratorFramework client, TreeCacheEvent event) throws Exception {
                if (event.getData() != null && event.getType() == TreeCacheEvent.Type.NODE_REMOVED) {
                    System.out.println("=========== master掛了，趕緊搶master權(quán)限！");
                    createZKNode(path);
                }
            }
        });
        
        System.out.println("=========== 已經(jīng)對master進行監(jiān)控");
    }
}

2.3 在eclipse里面將ZkTomcatMaster.java打包成zkTomcatMaster.jar放到兩個tomcat的lib目錄下

E:\apache-tomcat-8.5.33\lib

E:\software\apache-tomcat-7.0.63\lib

同時還要向lib目錄下放入相關(guān)依賴的包：

zkTomcatMaster.jar

相關(guān)依賴的包:
curator-client-4.0.0.jar
curator-framework-4.0.0.jar
curator-recipes-4.0.0.jar
zookeeper-3.4.10.jar
jline-0.9.94.jar
netty-3.10.5.Final.jar
slf4j-api-1.6.1.jar
slf4j-log4j12-1.6.1.jar
selenium-server-standalone-2.44.0.jar
javax.servlet-api-3.1.0.jar
tomcat-catalina-7.0.39.jar
log4j-1.2.14.jar

需要這些包的朋友私聊我哈！

2.4 在兩個tomcat的server.xml里面加入如下配置：

<Host appBase="webapps" autoDeploy="true" name="localhost" unpackWARs="true">
    此處省略n行配置.....
    <Valve className="com.study.demo.election.ZkTomcatMaster"/>
 </Host>

2.5 分別運行兩個tomcat查看效果

先運行Tomcat8.5 8080

再運行tomcat8080

2.6 停掉Tomcat8.5 8080觀察tomcat8080的情況

說明：這里是之前對Tomcat8.5 8080（主master的監(jiān)聽器作用了）

2.7 再次啟動Tomcat8.5 8080

二、ZK高級特性：基本模型

1. Zookeeper的數(shù)據(jù)模型—節(jié)點

樹模型（采用文件系統(tǒng)的形式，只不過去掉文件和目錄），叫數(shù)據(jù)節(jié)點。

2. ACL—權(quán)限控制

2.1 對于一個節(jié)點可操作的權(quán)限有5種

READ（只讀）
WRITE（只寫）
CREATE（創(chuàng)建）
DELETE（刪除）
ADMIN（節(jié)點管理權(quán)限）
All = READ|WRITE|CREATE|DELETE|ADMIN（所有權(quán)限）

ACL機制：權(quán)限模式（Schema）、授權(quán)對象（ID）、權(quán)限（Permission）

1）world：開放模式。意思所有人都可以訪問。
2）IP：針對某個IP開放權(quán)限
3）digest：用戶/密碼模式
4）Super：超級用戶模式

2.2 設(shè)置節(jié)點權(quán)限

使用密文語法：setAcl path digest|ip:username:password:c|d|r|w|a

示例：
1）用戶名和加密密碼的方式：

創(chuàng)建test節(jié)點：

create /test 123

設(shè)置權(quán)限前先對密碼進行加密(執(zhí)行目錄在zk根目錄)：

cd /software/zookeeper-3.4.6

java -cp ./zookeeper-3.4.6.jar:./lib/log4j-1.2.16.jar:./lib/slf4j-api-1.6.1.jar:./lib/slf4j-log4j12-1.6.1.jar org.apache.zookeeper.server.auth.DigestAuthenticationProvider user1:123456

加密后的密文：

user1:123456->user1:HYGa7IZRm2PUBFiFFu8xY2pPP/s=

設(shè)置權(quán)限：

setAcl /test digest:user1:HYGa7IZRm2PUBFiFFu8xY2pPP/s=:crwa

使用明文增加認證才可以訪問：
語法：

addauth digest username:password

eg:

addauth digest user1:123456

2）IP的方式 setAcl /test ip:192.168.152.1:cdra

設(shè)置以后，只有192.168.152.1才能訪問

3）使用明文設(shè)置權(quán)限(設(shè)置完以后可以直接使用 ls /test查看，不會像密文設(shè)置時查看提示沒有權(quán)限)：

語法：

setAcl /path auth:username:password:cdrwa

eg:

刪除直接的/test節(jié)點并重新創(chuàng)建

delete /test
create /test 123

設(shè)置權(quán)限

setAcl /test auth:user1:123456:cdrwa

說明：

這里的刪除得使用delete命令，rmr命令刪除不了，會提示沒有權(quán)限

2.3 查看節(jié)點的權(quán)限

語法：

getAcl path

2.4 節(jié)點的版本

執(zhí)行l(wèi)s2 /test可看到如下信息

cversion 當前節(jié)點的權(quán)限
dataversion 當前節(jié)點數(shù)據(jù)內(nèi)容的版本號
aclVersion  就是ACL版本號