微服务架构系列 - 注册中心篇：Zookeeper 简介与安装使用入门
- 2 mins微服务架构系列（二十六）
基本介绍
前面我们介绍了基于 Go 语言编写的、通过 Raft 算法实现分布式一致性的注册中心 Consul 和 Etcd，在 Go 语言微服务生态中，当然优先推荐使用这两个注册中心，不过，学院君还是要给大家介绍一个更老牌的，基于 ZAB 协议的 Zookeeper。关于 Zookeeper 其实我在前面的分布式入门系列中已经介绍过：
这里简单回顾下，ZooKeeper 由雅虎（这个层级的互联网霸主已经随着岁月烟消云散）开发并开源给 Apache，用来实现分布式协调服务，使用 Java 语言开发，是 Google Chubby 的开源实现。
Zookeeper 也没有基于 Paxos 算法（现代分布式系统的算法基础，可以参考这篇分享了解细节：大名鼎鼎的Paxos算法），而是基于其变种 ZAB 算法，其基本实现思路和 Paxos/Raft 类似，都有 Leader 和 Follower 的概念，以及选举和数据同步机制。不过，ZAB 的设计目标是构建高可用的分布式数据主备系统，而 Paxos 算法则用于构建一个分布式的一致性状态机系统。
ZooKeeper 是一个典型的分布式数据一致性的解决方案，为分布式应用提供了高效且可靠的分布式协调服务，提供了诸如统一命名服务、配置管理和分布式锁等分布式的基础服务，分布式应用程序可以基于它实现诸如数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master 选举、分布式锁和分布式队列等功能。
Zookeeper 提供基于类似文件系统的目录节点树的方式来实现数据存储：
每个子目录项如 NameService 都被称作为 znode，这个 znode 是被它所在的路径唯一标识，如 Server1 这个 znode 的标识为 /NameService/Server1，znode 可以有子节点目录，并且每个 znode 可以存储数据并且可以对应多个版本，znode 可以被监控，包括这个目录节点中存储的数据的修改，子节点目录的变化等，一旦变化可以通知设置监控的客户端，这个是 Zookeeper 的核心特性，也正是基于这一特性，我们可以将其作为注册中心实现服务注册和发现，比如阿里巴巴开源的分布式服务框架 Dubbo 默认就推荐基于 Zookeeper 作为注册中心。
更多关于 Zookeeper 的底层实现，可以通过上面列出的分享链接去查看，后面介绍分布式开发的时候还会深入探讨，这里我们把视线移回到基于 Go Micro 框架的微服务开发上来。
与 Consul、Etcd 相比，由于 Zookeeper 基于 Java 开发，要使用 Zookeeper 作为注册中心的话，需要安装 Java 运行时环境，此外，Zookeeper 需要胖客户端，每个服务节点需要通过对应语言的 SDK 与 Zookeeper 进行通信，如果通过 HTTP API 进行服务注册和发现的话，还要自行维护服务消费者与服务提供者之间的健康检查。显然，相较于 Consul 和 Etcd 增加了实现的复杂度和额外的维护成本。
安装使用
下面我们在本地安装单机版的 Zookeeper 并测试其基本命令和使用。
前面我们说过，Zookeeper 基于 Java 语言编写，要安装运行它，首先需要在本地安装 Java 运行环境并设置相应的系统环境变量，关于这一块大家可以自行在网上搜索，这里就不单独介绍了，我这里的 Java 版本是 Java 8：
Zookeeper 有两种运行模式：单机模式和集群模式，本篇教程我们先以单机模式安装运行，下一篇再介绍集群模式，和前面介绍的 Consul 和 Etcd 一样，单机模式的 Zookeeper 也是一种特殊模式的集群 —— 只有一台机器的集群。
下面我们以单机模式安装 Zookeeper，我们可以在这里选择对应版本的 Zookeeper 下载，在 MacOS 中还可以通过如下命令快捷安装（这种方式安装的不一定是最新版本，但是测试足够了，这样做的好处是省去了额外的配置工作）：
brew install zookeeper
我这里通过这种方式安装的版本是 3.4.13，安装完成后，可以通过 /usr/local/etc/zookeeper/zoo.cfg 查看默认配置：
我们来简单看下这里的配置项（以下我们将 Zookeeper 简称 ZK）：
tickTime：ZK 的时间单元，ZK 中所有时间都是以这个时间单元为基础进行整数倍配置。initTime：Follower 在启动过程中，会从 Leader 同步所有最新数据，然后确定自己能够对外服务的起始状态，Leader 允许 Follower 在initLimit时间内完成这个工作。syncTime：在运行过程中，Leader 负责与 ZK 集群中所有机器进行通信，例如通过一些心跳检测机制来检测机器的存活状态。如果 Leader 发出心跳包在syncLimit之后，还没有从 Follower 那里收到响应，那么就认为这个 Follower 已经不在线了。dataDir：存储快照文件 snapshot 的目录，默认情况下，事务日志也会存储在这里。clientPort：ZK 客户端连接 ZK 服务器的端口，即对外服务端口，默认设置为 2181。maxClientCnxns：单个客户端与单台服务器之间的连接数的限制，是 ip 级别的，默认是 60，如果设置为 0，那么表明不作任何限制。autopurge.purgeInterval：3.4.0 及之后版本，ZK 提供了自动清理事务日志和快照文件的功能，这个参数指定了清理频率，单位是小时，需要配置一个 1 或更大的整数，默认是 0，表示不开启自动清理功能。autopurge.snapRetainCount：这个参数和上面的参数搭配使用，用于指定需要保留的文件数目，默认是保留 3 个。server.x=[hostname]:nnnnn[:nnnnn]：对应上面的伪集群配置，x 是一个数字，与 myid 文件（该文件在 ZK 服务器启动手动创建，保存在dataDir配置的目录下，其中只有一个数字，即一个 Server ID）中的 id 是一致的，右边配置的是对应机器的 IP 地址和两个端口，第一个端口用于 Follower 和 Leader 之间的数据同步和其它通信，第二个端口用于 Leader 选举过程中投票通信。
如果是单机运行的话，我们不需要做任何额外配置即可通过如下命令启动 ZK 服务器：
zkServer start
当然，我们也可以通过在配置文件 /usr/local/etc/zookeeper/zoo.cfg 中追加如下配置：
server.1=127.0.0.1:2888:3888
然后在 dataDir 配置目录 /usr/local/var/run/zookeeper/data 下创建一个 myid 文件，并且在该文件中添加对应的 Server ID 值 1：
然后我们重启下 ZK Server：
同样启动成功，接下来我们可以基于 Telnet 命令通过 2181 端口连接到本地 ZK 服务器，并执行 stat 指令打印服务端信息：
也可以通过 Zookeeper 自带的 zkCli 命令连接到指定的 ZK 服务器：
接下来，我们就可以在客户端执行指令对指定节点进行增删改查了：
以上就是 Zookeeper 的安装配置以及客户端与服务端的基本交互指令，下一篇分享我们将在本地构建 Zookeeper 伪集群，并在 Go Micro 框架中引入 Zookeeper 作为注册中心来实现服务注册与发现，同时介绍 Go 语言如何通过客户端 SDK 与 Zookeeper 服务器集群交互。