Zookeeper基礎入門

女友在高考發表於2022-03-01

Zookeeper簡介

基本概念

Zookeeper是一個開源的分散式協調服務。其設計目標是將那些複雜的容易出錯的分散式一致性服務封裝起來，以簡單的介面提供給使用者使用。它是一個典型的分散式資料一致性的解決方案，分散式應用程式可以基於它實現如：釋出/訂閱、負載均衡、叢集管理、分散式鎖、分散式佇列等功能。

名詞概念

叢集角色

Zookeeper叢集中有三種角色：Leader、Follower、Observer。Leader提供讀和寫服務。Follower和Observer能提供讀服務。Observer和Follower的區別就在於Ovserver不參與Leader選舉，不參與寫操作的過半成功策略。

因此Observer可以在不影響寫效能的情況下，提升叢集的效能。如果沒有Observer的話，一個Leader和N個Follower，如果Follower特別多的話，雖然讀效能提高了，但是寫效能和選舉的效能會受影響。

會話(session)

客戶端會話，一個客戶端連線是指客戶端和服務端之間的一個TCP長連線。客戶端啟動的時候，首先會和伺服器建立一個TCP長連線，從第一次建立連線開始，會話（session）的生命週期就開始了。通過這個連線，客戶端能夠通過心跳檢測與伺服器保持有效的會話，也能夠向Zookeeper伺服器傳送請求，同時還能接受伺服器的Watch事件通知。

資料節點(Znode)

Zookeeper資料模型中的一個單元，我們稱之為資料節點。Zookeeper將所有資料儲存在記憶體中，資料模型是一棵樹，由斜槓進行分割的路徑，就是一個Znode。如/app。每個Znode都能儲存自己的資料內容，還會儲存屬性資訊。
4. 版本

每個Znode都有一個叫作Stat的資料結構，Stat裡記錄了Znode的三個資料版本，分別是version（當前Znode的版本）、cversion（當前Znode子節點的版本）、aversion（當前Znode的ACL版本）
5. Watcher（事件監聽器）

Watcher是Zookeeper中一個很重要的特性，Zookeeper允許使用者在指定節點上註冊一些Watcher，並且在一些特定事件觸發的時候，Zookeeper服務端會將事件通知到感興趣的客戶端，該機制是Zookeeper實現分散式協調服務的重要特性。
6. ACL

Zookeeper採用ACL策略來進行許可權控制，它定義了五種許可權：

CREATE：建立子節點的許可權
READ：獲取節點資料和子節點列表的許可權
WRITE：更新節點資料的許可權
DELETE：刪除子節點的許可權
ADMIN：設定子節點ACL的許可權。

注意：CREATE和DELETE這兩種許可權是針對子節點的許可權控制

Zookeeper命令列

客戶端連線

 ./zkCli.sh   #連線本地的zookeeper伺服器
 ./zkCli.sh -server ip:port   # 連線遠端的伺服器

連線成功之後，系統會輸出Zookeeper的相關環境及配置資訊等資訊

建立節點

 create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
 
 #建立順序節點
 create -s /cc
 
 #建立臨時節點，客戶端會話結束後，節點會自動刪除
 create -e /temp
 
 #建立帶內容的節點
 create /hi nihao

讀取節點

#ls命令會列出path節點下所有的子節點
ls path

#get命令會查詢到path節點的資料內容,加上-s可以查詢更詳細的資訊
get [-s] path

更新節點

set [-s] [-v version] path data

#修改/abc節點的內容為hello，加上-s會返回更詳細的資訊
set /abc hello

刪除節點

#刪除，如果帶上了版本引數，那麼刪除的時候就會校驗版本是否正確，正確才進行刪除
delete [-v version] path

Zookeeper 客戶端API

官方原生API

<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.14</version>
</dependency>

很少直接使用了，介面介紹省略

ZkClient API

ZkClient是github上一個開源的zookeeper客戶端，在原生API的基礎上進行了包裝，更加易用。同時還實現瞭如Session超時重連、Watcher反覆註冊等功能。

<dependency>
    <groupId>com.101tec</groupId>
    <artifactId>zkclient</artifactId>
    <version>0.2</version>
</dependency>

直接上程式碼：


public class ClientDemo {

    private static final String connectStr="192.168.56.115:2181";

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//        create();
//        delete();
//        get();
        getData();

    }

    public static void create() throws InterruptedException {
        ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
        //第二個引數，true代表遞迴建立節點，沒有父節點先建立父節點
        zkClient.createPersistent("/test/node01",true);
        //持久有序的node
        zkClient.createPersistentSequential("/test/node02","data");
        //臨時node
        zkClient.createEphemeral("/ephemeral");
    }

    public static void delete(){
        ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
        //普通刪除
        zkClient.delete("/test");
        //遍歷刪除，先刪除該節點的所有子節點，再刪除它本身
        zkClient.deleteRecursive("/test");
    }


    public static void get() throws InterruptedException {
        ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
        List<String> children = zkClient.getChildren("/test");
        System.out.println("子節點："+children);

        zkClient.subscribeChildChanges("/watch", new IZkChildListener() {
            @Override
            public void handleChildChange(String s, List<String> list) throws Exception {
                System.out.println(s + " child changed,list:" + list);
            }
        });

        zkClient.createPersistent("/watch");
        Thread.sleep(1000);
        zkClient.createPersistent("/watch/test");
        Thread.sleep(1000);
        zkClient.delete("/watch/test");
        Thread.sleep(1000);
        zkClient.delete("/watch");

    }

    //獲取資料
    public static void getData() throws InterruptedException {
        ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
        String path="/abc";
        boolean exists = zkClient.exists(path);
        System.out.println("節點是否存在:"+exists);
        if(!exists){
            zkClient.createEphemeral(path,"123");
        }

        //資料改變監聽
        zkClient.subscribeDataChanges(path, new IZkDataListener() {
            @Override
            public void handleDataChange(String s, Object o) throws Exception {
                System.out.println("節點:"+s+" 資料被改變:"+o);
            }

            @Override
            public void handleDataDeleted(String s) throws Exception {
                System.out.println("節點被刪除:"+s);
            }
        });
        //讀取資料
        Object o = zkClient.readData(path);
        System.out.println("讀取節點的資料："+o);
        Thread.sleep(3000);

        //更新資料
        Stat stat = zkClient.writeData(path, "456");
        Thread.sleep(3000);

        //刪除資料
        zkClient.delete(path);
        Thread.sleep(3000);
    }
}

Curator API

Curator是Netflix公司開源的客戶端框架。它實現了連線重連、Watcher反覆註冊、重試策略和NodeExistsException異常解決等等。

<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>2.12.0</version>
</dependency>