Zookeeper 是⼀个分布式协调服务的开源框架。 主要⽤来解决分布式集群中应⽤系统的⼀致性问题, 例如怎样避免同时操作同⼀数据造成脏读的问题。分布式系统中数据存在⼀致性的问题!!
Leader
Follower
此外,针对访问量⽐较⼤的 zookeeper 集群, 还可新增观察者⻆⾊。
Observer
ZK也是Master/slave架构,但是与之前不同的是zk集群中的Leader不是指定⽽来,⽽是通过选举产⽣。
Zookeeper 节点类型可以分为三⼤类:
在开发中在创建节点的时候通过组合可以⽣成以下四种节点类型:持久节点、持久顺序节点、临时节 点、临时顺序节点。不同类型的节点则会有不同的⽣命周期
持久节点:是Zookeeper中最常⻅的⼀种节点类型,所谓持久节点,就是指节点被创建后会⼀直存在服 务器,直到删除操作主动清除
持久顺序节点:就是有顺序的持久节点,节点特性和持久节点是⼀样的,只是额外特性表现在顺序上。 顺序特性实质是在创建节点的时候,会在节点名后⾯加上⼀个数字后缀,来表示其顺序。
临时节点:就是会被⾃动清理掉的节点,它的⽣命周期和客户端会话绑在⼀起,客户端会话结束,节点 会被删除掉。与持久性节点不同的是,临时节点不能创建⼦节点。
临时顺序节点:就是有顺序的临时节点,和持久顺序节点相同,在其创建的时候会在名字后⾯加上数字 后缀
在ZooKeeper中,事务是指能够改变ZooKeeper服务器状态的操作,我们也称之为事务操作或更新 操作,⼀般包括数据节点创建与删除、数据节点内容更新等操作。对于每⼀个事务请求,ZooKeeper都 会为其分配⼀个全局唯⼀的事务ID,⽤ ZXID 来表示,通常是⼀个 64 位的数字。每⼀个 ZXID 对应⼀次 更新操作,从这些ZXID中可以间接地识别出ZooKeeper处理这些更新操作请求的全局顺序 zk中的事务指的是对zk服务器状态改变的操作(create,update data,更新字节点);zk对这些事务操作都 会编号,这个编号是⾃增⻓的被称为ZXID。
#使⽤bin/zkCli.sh 连接到zk集群
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] get /zookeeper
cZxid = 0x0
ctime = Wed Dec 31 19:00:00 EST 1969
mZxid = 0x0
mtime = Wed Dec 31 19:00:00 EST 1969
pZxid = 0x0
cversion = -1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 0
numChildren = 1
含义:
cZxid 就是 Create ZXID,表示节点被创建时的事务ID。
ctime 就是 Create Time,表示节点创建时间。
mZxid 就是 Modified ZXID,表示节点最后⼀次被修改时的事务ID。
mtime 就是 Modified Time,表示节点最后⼀次被修改的时间。
pZxid 表示该节点的⼦节点列表最后⼀次被修改时的事务 ID。只有⼦节点列表变更才会更新 pZxid,
⼦节点内容变更不会更新。
cversion 表示⼦节点的版本号。
dataVersion 表示内容版本号。
aclVersion 标识acl版本
ephemeralOwner 表示创建该临时节点时的会话 sessionID,如果是持久性节点那么值为 0
dataLength 表示数据⻓度。
numChildren 表示直系⼦节点数。
在 ZooKeeper 中,引⼊了 Watcher 机制来实现这种分布式的通知功能。ZooKeeper 允许客户端向服务 端注册⼀个 Watcher 监听,当服务端的⼀些指定事件触发了这个 Watcher,那么Zk就会向指定客户端 发送⼀个事件通知来实现分布式的通知功能。
Zookeeper的Watcher机制主要包括客户端线程、客户端WatcherManager、Zookeeper服务器三部 分。
具体⼯作流程为:
注: 客户端负责watch的注册 和回调,zk服务器负责处理watch。
创建顺序节点:create -s /zk-test 123
创建临时节点:create -e /zk-temp 123
创建永久节点:create /zk-permanent 123
读取节点:ls path 其中,path表示的是指定数据节点的节点路径
获取内容:get path
更新节点:set path data
删除节点: delete path
创建会话:
package com.hust.grid.leesf.zkclient.examples;
import java.io.IOException;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
public class CreateSession {
/*
创建⼀个zkClient实例来进⾏连接
*/
public static void main(String[] args) {
ZkClient zkClient = new ZkClient("127.0.0.1:2181");
System.out.println("ZooKeeper session created.");
}
}
创建节点:
package com.hust.grid.leesf.zkclient.examples;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
public class Create_Node_Sample {
public static void main(String[] args) {
ZkClient zkClient = new ZkClient("127.0.0.1:2181");
System.out.println("ZooKeeper session established.");
//createParents的值设置为true,可以递归创建节点
zkClient.createPersistent("/lg-zkClient/lg-c1",true);
System.out.println("success create znode.");
}
}
删除节点:
package com.hust.grid.leesf.zkclient.examples;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
public class Del_Data_Sample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String path = "/lg-zkClient/lg-c1";
ZkClient zkClient = new ZkClient("127.0.0.1:2181", 5000);
zkClient.deleteRecursive(path);
System.out.println("success delete znode.");
}
}
监听节点变化:
import org.I0Itec.zkclient.IZkChildListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.apache.zookeeper.client.ZooKeeperSaslClient;
import java.util.List;
/*
演示zkClient如何使⽤监听器
*/
public class Get_Child_Change {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//获取到zkClient
final ZkClient zkClient = new ZkClient("linux121:2181");
//zkClient对指定⽬录进⾏监听(不存在⽬录:/lg-client),指定收到通知之后的逻辑
//对/lag-client注册了监听器,监听器是⼀直监听
zkClient.subscribeChildChanges("/lg-client", new IZkChildListener() {
//该⽅法是接收到通知之后的执⾏逻辑定义
public void handleChildChange(String path, List
throws Exception {
//打印节点信息
System.out.println(path + " childs changes ,current childs " +
childs);
}
});
//使⽤zkClient创建节点,删除节点,验证监听器是否运⾏
zkClient.createPersistent("/lg-client");
Thread.sleep(1000); //只是为了⽅便观察结果数据
zkClient.createPersistent("/lg-client/c1");
Thread.sleep(1000);
zkClient.delete("/lg-client/c1");
Thread.sleep(1000);
zkClient.delete("/lg-client");
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
/*
1 监听器可以对不存在的⽬录进⾏监听
2 监听⽬录下⼦节点发⽣改变,可以接收到通知,携带数据有⼦节点列表
3 监听⽬录创建和删除本身也会被监听到
*/
}
}
执行结果:
/lg-zkClient 's child changed, currentChilds:[]
/lg-zkClient 's child changed, currentChilds:[c1]
/lg-zkClient 's child changed, currentChilds:[]
/lg-zkClient 's child changed, currentChilds:null
注:
监听节点数据变化:
import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
//使⽤监听器监听节点数据的变化
public class Get_Data_Change {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 获取zkClient对象
final ZkClient zkClient = new ZkClient("linux121:2181");
//设置⾃定义的序列化类型,否则会报错!!
zkClient.setZkSerializer(new ZkStrSerializer());
//判断节点是否存在,不存在创建节点并赋值
final boolean exists = zkClient.exists("/lg-client1");
if (!exists) {
zkClient.createEphemeral("/lg-client1", "123");
}
//注册监听器,节点数据改变的类型,接收通知后的处理逻辑定义
zkClient.subscribeDataChanges("/lg-client1", new IZkDataListener() {
public void handleDataChange(String path, Object data) throws
Exception {
//定义接收通知之后的处理逻辑
System.out.println(path + " data is changed ,new data " +
data);
}
//数据删除--》节点删除
public void handleDataDeleted(String path) throws Exception {
System.out.println(path + " is deleted!!");
}
});
//更新节点的数据,删除节点,验证监听器是否正常运⾏
final Object o = zkClient.readData("/lg-client1");
System.out.println(o);
zkClient.writeData("/lg-client1", "new data");
Thread.sleep(1000);
//删除节点
zkClient.delete("/lg-client1");
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}
}
zk 自定义字符串序列化:
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkMarshallingError;
import org.I0Itec.zkclient.serialize.ZkSerializer;
public class ZkStrSerializer implements ZkSerializer {
//序列化,数据--》byte[]
public byte[] serialize(Object o) throws ZkMarshallingError {
return String.valueOf(o).getBytes();
}
//反序列化,byte[]--->数据
public Object deserialize(byte[] bytes) throws ZkMarshallingError {
return new String(bytes);
}
}
详细步骤:
集群首次启动:
半数前选myid 最大的机器。
非首次启动:
优先选择zxid值⼤的节点称为Leader!!
ZAB 协议是为分布式协调服务 Zookeeper 专⻔设计的⼀种⽀持崩溃恢复和原⼦⼴播协议
具体流程:
总结: 第一步发送提议,如果提议获得半数以上机器的ack,然后发送commit给follower,同时自己commit。
Leader宕机后,被选举的新Leader需要解决的问题:
选举算法的关键点:保证选举出的新Leader拥有集群中所有节点最⼤编号(ZXID)的事务!!
总结:leader崩溃,新的leader必须拥有最大的事务id,这样才能保证数据最新。
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