引言

在分布式系统中，ZooKeeper作为核心协调服务，承担着配置管理、命名服务、分布式锁等关键职责。对于开发测试环境或轻量级应用场景，单机部署的ZooKeeper集群既能满足基本需求，又能降低资源消耗与运维复杂度。本文将聚焦Docker环境下的ZooKeeper单机集群部署，从环境准备、镜像选择、配置优化到验证测试，提供一套完整、可落地的解决方案。

一、为什么选择Docker部署ZooKeeper单机集群？

1.1 资源隔离与轻量化

Docker通过容器化技术实现进程级资源隔离，避免直接在宿主机运行ZooKeeper可能引发的端口冲突、依赖冲突等问题。单机环境下，容器可精确控制CPU、内存等资源配额，确保服务稳定性。

1.2 环境一致性

开发、测试与生产环境使用相同Docker镜像，消除“环境差异”导致的部署问题。尤其适合团队协作场景，新人可快速复现环境。

1.3 快速启停与版本管理

通过docker run命令秒级启动服务，配合镜像版本标签（如zookeeper:3.8.1）实现版本回滚，提升运维效率。

二、部署前环境准备

2.1 系统要求

• 操作系统：Linux（推荐Ubuntu 20.04+/CentOS 7+）或macOS（Docker Desktop）
• Docker版本：≥20.10（支持BuildKit加速）
• 资源要求：至少2GB内存、2核CPU（测试环境可适当降低）

2.2 安装Docker

# Ubuntu示例
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo systemctl enable --now docker
# 验证安装
docker --version

2.3 网络与端口规划

ZooKeeper默认使用2181（客户端端口）、2888（跟随者通信）、3888（选举端口）。单机集群模式下，需确保这些端口未被占用。

三、Docker部署ZooKeeper单机集群步骤

3.1 选择官方镜像

Apache ZooKeeper官方提供Docker镜像，推荐使用稳定版标签：

docker pull zookeeper:3.8.1  # 最新稳定版

3.2 单机伪集群配置原理

ZooKeeper通过zoo.cfg文件定义集群节点。单机集群需模拟多个节点，通过不同端口与数据目录区分。例如，配置3节点集群：

# /tmp/zookeeper/conf/zoo.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper
clientPort=2181
# 定义3个节点（单机环境通过不同端口模拟）
server.1=localhost:2888:3888
server.2=localhost:2889:3889
server.3=localhost:2890:3890

3.3 创建多容器实例

使用Docker Compose简化管理，创建docker-compose.yml：

version: '3.8'
services:
  zk1:
    image: zookeeper:3.8.1
    container_name: zk1
    ports:
      - "2181:2181"
    environment:
      ZOO_MY_ID: 1
      ZOO_SERVERS: server.1=0.0.0.0:2888:3888;2181 server.2=zk2:2889:3889;2182 server.3=zk3:2890:3890;2183
    volumes:
      - ./data/zk1:/data
      - ./conf/zoo.cfg:/conf/zoo.cfg
  zk2:
    image: zookeeper:3.8.1
    container_name: zk2
    ports:
      - "2182:2182"
    environment:
      ZOO_MY_ID: 2
      ZOO_SERVERS: server.1=zk1:2888:3888;2181 server.2=0.0.0.0:2889:3889;2182 server.3=zk3:2890:3890;2183
    volumes:
      - ./data/zk2:/data
      - ./conf/zoo.cfg:/conf/zoo.cfg
  zk3:
    image: zookeeper:3.8.1
    container_name: zk3
    ports:
      - "2183:2183"
    environment:
      ZOO_MY_ID: 3
      ZOO_SERVERS: server.1=zk1:2888:3888;2181 server.2=zk2:2889:3889;2182 server.3=0.0.0.0:2890:3890;2183
    volumes:
      - ./data/zk3:/data
      - ./conf/zoo.cfg:/conf/zoo.cfg

关键配置说明：

• ZOO_MY_ID：节点唯一ID，对应zoo.cfg中的server.X。
• ZOO_SERVERS：定义集群节点列表，格式为server.id=hostport;client_port。
• volumes：挂载数据目录与配置文件，实现持久化。

3.4 启动集群

mkdir -p ./data/{zk1,zk2,zk3} ./conf
cp zoo.cfg ./conf/  # 提前创建好zoo.cfg
docker-compose up -d

四、验证集群状态

4.1 检查容器状态

docker-compose ps
# 输出应显示3个容器均为"Up"状态

4.2 使用ZooKeeper CLI连接

docker exec -it zk1 zkCli.sh -server localhost:2181
# 在CLI中执行以下命令验证
ls /
create /test_node "hello"
get /test_node

4.3 检查集群角色

echo stat | nc localhost 2181
# 输出中"Mode"应为"follower"或"leader"

五、常见问题与优化

5.1 端口冲突解决

若端口被占用，修改docker-compose.yml中的ports映射与ZOO_SERVERS配置。

5.2 数据持久化

确保挂载的宿主机目录（如./data/zk1）有写入权限，避免容器重启后数据丢失。

5.3 日志配置优化

在zoo.cfg中添加日志配置：

log4j.rootLogger=INFO, ROLLINGFILE
log4j.appender.ROLLINGFILE=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.ROLLINGFILE.File=/var/log/zookeeper/zookeeper.log

5.4 性能调优

• JVM参数：通过环境变量ZOO_JVMFLAGS调整堆内存（如-Xmx1024m）。
• 快照与日志：调整snapCount（默认100000）与autopurge参数优化磁盘IO。

六、总结与展望

通过Docker部署ZooKeeper单机集群，开发者可在数分钟内获得一个生产就绪的分布式协调服务。本文提供的方案兼顾灵活性与稳定性，适用于：

• 本地开发环境快速搭建
• 轻量级应用的数据一致性保障
• 分布式系统原理教学与实践

未来可进一步探索Kubernetes下的ZooKeeper Operator部署，实现更高级的自动化运维。对于生产环境，建议至少部署3节点物理集群以确保高可用性。