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zookeeper初学

时间:2020-09-12 21:40:11      阅读:38      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:总数   pat   启动   监听   发送   点数据   path   文件   strong   

1 Zookeeper入门

1.1 概述

Zookeeper是一个开源的分布式的,为分布式应用提供协调服务的Apache项目。

1.2 Zookeeper工作机制

Zookeeper从设计模式角度来理解:是一个基于观察者模式设计分布式服务管理架构。它负责存储和管理大家都关心的数据,然后接受观察者的注册,一旦这些数据的状态发生改变,Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应反应。

 

 本质:zookeeper = 文件系统 + 通知机制

1.3 Zookeeper特点

 

  1. Zookeeper: 一个领导者(Leader),多个跟随者(Follwer)组成的集群。

  2. 集群中只要有半数以上的节点存活,Zookeeper集群就能正常工作。

  3. 全局数据一致:每个Server保存一份相同的数据副本,Client无论连接到哪个Server,数据都是一致的。

  4. 更新请求循序进行,来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行。

  5. 更新原子性:一次数据更新要么成功,要么失败。

  6. 实时性:在一定时间范围内,Client能读到最新数据。(本质是数据量特别小,更新快 )

1.4 数据结构

Zookeeper数据模型的结构与Unix文件系统类似,整体上可以看作是一颗树,每个节点称作一个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据,每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。

技术图片

1.5 应用场景
  1. 统一命名服务:在分布式环境下,经常需要对应用/服务进行统一命名,便于识别。

  2. 统一配置管理:分布式环境下,配置文件同步,一个集群中所有节点的配置信息是一致的,所以对配置文件修改后,希望能够快速同步到各个节点上,配置管理可交给Zookeeper实现,将配置信息写入一个ZNode中,各个客户端服务器都来监听这个ZNode,一旦ZNode中的数据被修改了,ZooKeeper就通知各个客户端服务器。

  3. 统一集群管理

  4. 服务器动态上下线

  5. 软负载均衡:这ZooKeeper中记录每台服务器的访问数,让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求。

2.1 Zookeeper Shell操作命令

启动zk服务集群

bin/zkServer.sh start

查看zk状态,leader/follower

bin/zkServer.sh status

客户端命令行操作

启动zk客户端

bin/zkCli.sh
命令基本语法功能描述
help 显示所有操作命令
ls path [watch] 使用 ls 命令来查看当前 znode 中所包含的内容
ls2 path [watch] 查看当前节点数据并能看到更新次数等数据
create 普通创建 -s 含有序列 -e 临时(重启或者超时消失)
get path [watch] 获得节点的值
set 设置节点的具体值
stat 查看节点状态
delete 删除节点
rmr 递归删除节点

ZooKeeper Java API

3 ZooKeeper内部原理

3.1 监听器原理

【1】首先要有一个main()线程

【2】在main()线程中创建一个Zookeeper客户端,这个时候机会创建两个线程,一个负责网络连接通信(Connect),另外一个负责监听(Listener)。

【3】通过Connect线程将注册监听事件发送给Zookeeper集群。

【4】在Zookeeper的注册监听器列表中添加注册的监听事件。

【5】Zookeeper监听到有数据或者路径发生变化,就会把消息发送给Listener线程。

【6】Listener线程就会调用内部process()方法处理业务

3.2 选举机制

【1】半数机制:集群中半数以上的机器存活,集群就可以正常工作,所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

【2】ZooKeeper虽然在配置中没有指定Master和Slave,但是Zookeeper在工作时会有一个节点成为Leader,其他的则为Follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的。

下面场景模拟内部的选举机制:假设有五台服务器,他们的ID分别是1-5。首先从ID为1开始,它进行投票,选择一台服务器为Leader,但是ID为1的服务器是会把这一票投给自己的,所以ID为1的票数为1,但是Leader只有票数超过总数的一半的时候才会产生(这里是总数是五台,其满足大于等于3就可以产生Leader)。所以轮到ID为2的服务器进行投票,当然ID为2的服务器是投自己的,所以ID为2的服务器票数为1,而这个时候ID为1的服务器就把自己的那一票投给ID为2的服务器(ID为1的服务器良心发现),所以这个时候ID为2的服务器票数为2,当然还没有满足票数大于总数的一半(这个场景票数为3才可以当Leader)。轮到ID为3的服务器开始投票,当然它也是自己投给自己,然后ID为1和ID为2的服务器也把自己的票投给ID为3的服务器,所以ID为3的服务器票数为3,满足票数大于总数的一半,ID为3的服务器变为Leader,而ID为4和ID为5没办法,因为有一个Leader了,ID4、ID5服务器也只能作为Follower。

3.3 写数据流程

【1】Client向Zookeeper中的Server1上写数据,发送Server1一个写请求。

【2】如果Server1不是Leader,那么Server1会把接受到的请求发送给Leader,然后Leader会把接受到的写请求广播给各个Server,比如Server1,Server2,Serber3,各个Server写成功后就会通知Leader。

【3】当Leader接受到大多数Server写数据成功的响应时(大多数是指超过服务器总数的一半),那么就认为写数据这个操作成功了,然后Leader就告诉Server1写数据成功了。

【4】Server1会进一步通知Client写数据成功了,这是整个写数据操作就认为是成功的了。

3.4 节点类型

【1】持久:客户端和服务端断开连接后,创建的节点不删除。

①、持久化目录节点:客户端与服务端断开连接后,该节点依然存在。

②、持久化顺序编号目录节点:客户端与服务端断开连接后,该节点依然存在,只是给该节点名称进行顺序编号。

【2】短暂:客户端和服务端断开连接后,创建的节点自己删除。

①、临时目录节点:客户端与服务端断开连接后,该节点被删除。

②、临时顺序编号目录节点:客户端与服务端断开连接后,该节点被删除,只是给该节点名称进行顺序编号。

 

 

 

 

 

 

zookeeper初学

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