一、简介

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

1.1 环境准备

服务器配置：

zookeeper集群使用了Docker进行搭建：

#下载镜像
docker pull zookeeper:3.4.13
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在conf目录下创建zoo.cfg文件：

clientPort=2181 
dataDir=/data
dataLogDir=/data/log
tickTime=2000 
initLimit=5 
syncLimit=2 
autopurge.snapRetainCount=3 
autopurge.purgeInterval=0 
maxClientCnxns=60 
server.1=192.168.153.128:2888:3888 
server.2=192.168.153.129:2888:3888 
server.3=192.168.153.130:2888:3888
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在data目录下创建myid文件：(注意写入的数字对应的是zoo.cfg配置中server.后的数字)

#在node01节点
echo "1" > myid

#在node02节点
echo "2" > myid

#在node03节点
echo "3" > myid
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创建容器：

#创建容器
docker run  --network host -v /data/docker/zk/data:/data -v /data/docker/zk/conf:/conf --name zookeeper-2181 -d zookeeper:3.4.13
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然后进入容器内部：

#查看zk容器ID
docker ps |grep zookeeper
# 进入zk容器内部
docker exec -it 6d6834a69123 /bin/bash
# 查看zk状态
zkServer.sh status
# 启动zk
zkServer.sh start
# 启动zk 客户端
zkCli.sh 
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以下简单演示一下zk 客户端的命令使用：

create创建一个节点，get 获得数据，set 设置数据：

创建一个临时节点，在客户端断开连接的时候，session会话消失，这个临时节点也会被自动删除。

二、代码实现

2.1 项目搭建

创建Maven项目，导入pom依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeepergroupId>
    <artifactId>zookeeperartifactId>
    <version>3.4.13version>
dependency>

<dependency>
    <groupId>org.projectlombokgroupId>
    <artifactId>lombokartifactId>
    <version>1.18.12version>
dependency>

<dependency>
    <groupId>junitgroupId>
    <artifactId>junitartifactId>
    <version>4.12version>
    <scope>testscope>
dependency>
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2.2 获得zk客户端

创建ZkUtil工具类，获得zk客户端连接：
注意：new 出的ZooKeeper不能立即返回，还需要等待和zk server端建立连接后才能返回，所以借助了CountDownLatch。

@Slf4j
public class ZkUtil {

    private static ZooKeeper zooKeeper;

    private static final String host = "192.168.153.128:2181,192.168.153.129:2181,192.168.153.130:2181";

    private static final int timeout = 5000;

    private static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);

    private static DefaultWatch defaultWatch = new DefaultWatch();

    /**
     * 获得zkClient
     * 注意：new 出的ZooKeeper不能立即返回，还需要等待和zk server端建立连接后才能返回
     * 需要注册一个watch：此处自定义了DefaultWatch
     * @return
     */
    public static ZooKeeper getZkClient(){
        try {
            defaultWatch.setCountDownLatch(countDownLatch);
            zooKeeper = new ZooKeeper(host, timeout, defaultWatch);
            countDownLatch.await();//阻塞中，等待DefaultWatch连接成功
        }catch (Exception e){
            log.error("getZkClient error:{}",e.getMessage());
        }
        return zooKeeper;
    }

    /**
     * 关闭zk客户端连接
     */
    public static void closeZK(){
        if(zooKeeper != null){
            try {
                zooKeeper.close();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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创建自定义Watch实现类：

/**
 * @Author: LiuShihao
 * @Date: 2022/8/15 23:33
 * @Desc: 构造默认Watch，在ZkUtil中使用
 */
@Slf4j
public class DefaultWatch  implements Watcher {

    CountDownLatch countDownLatch;

    public void setCountDownLatch(CountDownLatch countDownLatch) {
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    @Override
    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();
            log.info("Zookeeper Connected Successful!");
        }
    }
}

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2.3 实现动态监控节点状态

自定义WatchCallBack类实现Watcher、AsyncCallback.StatCallback、AsyncCallback.DataCallback，重写三个回调方法。

1. 实现Watcher接口，重写回调方法，当节点产生Event事件，就会触发Watch的回调方法。
2. 实现StatCallback接口，重写回调方法，当调用zooKeeper.exists()方法判断节点是否存在的时候，就会触发回调方法。
3. 实现DataCallback接口，重写回调方法，当调用zooKeeper.getData()方法获取节点数据的时候，就会触发回调方法。

/**
 * @Author: LiuShihao
 * @Date: 2022/8/15 23:50
 * @Desc:  实现三个接口
 * Watcher 注册节点监控回调
 * StatCallback exists 节点是否存在异步回调
 * DataCallback getData 获取数据异步回调
 */
@Data
public class WatchCallBack  implements Watcher, AsyncCallback.StatCallback, AsyncCallback.DataCallback {

    //注意，getData数据时需要使用zk对象，需要手动set
    ZooKeeper zooKeeper;

    String path;

    MyConf myConf;

    CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);

    public WatchCallBack(ZooKeeper zooKeeper,String path) {
        this.zooKeeper = zooKeeper;
        this.path = path;
    }

    public void aWait()  {
        //判断节点是否存在，会出发exists异步回调方法（方法2）
        zooKeeper.exists(path, this, this,"aaa");
        try {
            countDownLatch.await();//等待MyConf数据取完
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }

    }


    /**
     * 1 getData 异步回调
     */
    @Override
    public void processResult(int rc, String path, Object ctx, byte[] data, Stat stat) {

        if (data != null){
            //如果数据不为空，则设置myConf，countDown -1
            System.out.println("getData 回调："+new String(data));
            myConf.setConf(new String(data));
            countDownLatch.countDown();
        }else {
            //数据为空，countDown继续阻塞，如果节点有数据写入，发生NodeDataChanged事件，触发watch回调方法（方法3）
            System.out.println("getData 回调 :没有数据");
        }

    }

    /**
     * 2 exists 判断节点是否存在 异步回调
     */
    @Override
    public void processResult(int rc, String path, Object ctx, Stat stat) {
        System.out.println("======exists 回调======");
        if (stat != null){
            System.out.println("======"+path+" 节点存在======");
            //触发getData的异步回调方法（方法1）
            zooKeeper.getData(path,this,this,"abc");
        }else {
            System.out.println("====== "+path+" 节点不存在======");
        }
    }

    /**
     * 3 watch 观察节点 回调方法
     */
    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
//        System.out.println("WatchedEvent 回调："+event.getState());
        switch (event.getType()) {
            case None:
                break;
            case NodeCreated:
                System.out.println("WatchedEvent 回调：节点被创建");
                //节点刚被创建出来
                //整个流程：首先在TestConfig类中判断节点是否存在，此时节点还未创建，则被阻塞在aWait()方法，等到节点被创建出，发生watch回调，即此处，然后继续获得数据，出发getData回调方法，从而完成aWait方法（）
                zooKeeper.getData(event.getPath(),this,this,"abc");
                break;
            case NodeDeleted:
                System.out.println("WatchedEvent 回调：节点被删除");
                //容忍性问题
                //如果节点被删除，数据要怎么处理？
                //清空myConf
                myConf.setConf("");
                //并且countDownLatch重新赋值
                countDownLatch = new CountDownLatch(1);
                break;
            case NodeDataChanged:
                System.out.println("WatchedEvent 回调：节点数据被更改");
                //注意：如果数据被变更，则需要重新获取数据
                zooKeeper.getData(event.getPath(),this,this,"abc");
                break;
            case NodeChildrenChanged:
                break;
        }
    }
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2.4 测试

三、代码分析

流程分析：
程序：启动程序，此时节点还未创建出来，程序被阻塞，等待节点创建
命令行：使用zk客户端命令行创建节点
程序：节点被创建，程序获取数据，打印数据
命令行：使用zk客户端命令行修改节点数据
程序：节点数据被修改程序获得更新后数据
命令行：使用zk客户端命令行删除节点
程序：节点被删除，程序阻塞，等待节点创建获取数据

利用watch机制，实现服务上下线、配置文件修改通知，从而实现配置中心、注册中心的功能，另外利用zookeeper的临时节点在session会话结束后自动删除，还可以实现分布式锁的功能。

四、源码

源码已上传Github：https://github.com/Liu-Shihao/zookeeper-api
了解更多内容，请关注微信公众号：TalkJava