javaZookeeper简述
⽬录
Zookeeper⾓⾊
Leader
Follower
Observer
Zookeeper⼯作原理(原⼦⼴播)
java dubboZnode四种形式的⽬录节点
ZooKeeper安装和使⽤
常⽤命令
总结
Zookeeper 是⼀个分布式协调服务,可⽤于服务发现,分布式锁,分布式领导选举,配置管理等。Zookeeper 提供了⼀个类似于 Linux ⽂件系统的树形结构(可认为是轻量级的内存⽂件系统,但只适合存少量信息,完全不适合存储⼤量⽂件或者⼤⽂件),同时提供了对于每个节点的监控通知机制。
Zookeeper ⾓⾊
Zookeeper 集是⼀个基于主从复制的⾼可⽤集,每个服务器承担如下三种⾓⾊中的⼀种
Leader
1.⼀个 Zookeeper 集同⼀时间只会有⼀个实际⼯作的 Leader,它会发起并维护与各 Follwer及 Observer 间的⼼跳。
2.所有的写操作必须要通过 Leader 完成再由 Leader 将写操作⼴播给其它服务器。只要有超过半数节点(不包括 observeer 节点)写⼊成功,该写请求就会被提交(类 2PC 协议)。
Follower
1.⼀个 Zookeeper 集可能同时存在多个 Follower,它会响应 Leader 的⼼跳,
2.Follower 可直接处理并返回客户端的读请求,同时会将写请求转发给 Leader 处理,
3.并且负责在 Leader 处理写请求时对请求进⾏投票。
Observer
⾓⾊与 Follower 类似,但是⽆投票权。Zookeeper 需保证⾼可⽤和强⼀致性,为了⽀持更多的客户端,需要增加更多Server;Server 增多,投票阶段延迟增⼤,影响性能;引⼊ Observer,Observer 不参与投票; Observers 接受客户端的连接,并将写请求转发给 leader 节点;加⼊更多 Observer 节点,提⾼伸缩性,同时不影响吞吐率。
Zookeeper ⼯作原理(原⼦⼴播)
1.Zookeeper 的核⼼是原⼦⼴播,这个机制保证了各个 server 之间的同步。实现这个机制的协议叫做 Zab 协议。Zab 协议有两种模式,它们分别是恢复模式和⼴播模式。
2.当服务启动或者在领导者崩溃后,Zab 就进⼊了恢复模式,当领导者被选举出来,且⼤多数 server 的完成了和 leader 的状态同步以后,恢复模式就结束了。
3.状态同步保证了 leader 和 server 具有相同的系统状态
4.⼀旦 leader 已经和多数的 follower 进⾏了状态同步后,他就可以开始⼴播消息了,即进⼊⼴播状态。这时候当⼀个 server 加⼊ zookeeper 服务中,它会在恢复模式下启动,发现 leader,并和 leader 进⾏状态同步。待到同步结束,它也参与消息⼴播。Zookeeper服务⼀直维持在 Broadcast 状态,直到 leader 崩溃了或者 leader 失去了⼤部分的followers ⽀持。
5.⼴播模式需要保证 proposal 被按顺序处理,因此 zk 采⽤了递增的事务 id 号(zxid)来保证。所有的提议(proposal)都在被提出的时候加上了 zxid。
6.实现中 zxid 是⼀个 64 为的数字,它⾼ 32 位是 epoch ⽤来标识 leader 关系是否改变,每次⼀个 leader 被选出来,它都会有⼀个新的 epoch。低 32 位是个递增计数。
7.当 leader 崩溃或者 leader 失去⼤多数的 follower,这时候 zk 进⼊恢复模式,恢复模式需要重新选举出⼀个新的 leader,让所有的 server 都恢复到⼀个正确的状态。
Znode 四种形式的⽬录节点
PERSISTENT:持久的节点。
EPHEMERAL:暂时的节点。
PERSISTENT_SEQUENTIAL:持久化顺序编号⽬录节点。
EPHEMERAL_SEQUENTIAL:暂时化顺序编号⽬录节点。
ZooKeeper 安装和使⽤
使⽤ Docker 下载 ZooKeeper
docker pull zookeeper:3.5.8
运⾏ ZooKeeper
docker run -d --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper:3.5.8
连接 ZooKeeper 服务
先使⽤ docker ps 查看 ZooKeeper 的 ContainerID,然后使⽤docker exec -it ContainerID /bin/bash 命令进⼊容器中。
进⼊ bin ⽬录,然后通过 ./zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181命令连接ZooKeeper 服务
root@eaf70fc620cb:/apache-zookeeper-3.5.8-bin# cd bin
成功连接 ZooKeeper 服务后页⾯
常⽤命令
可通过 help 命令查看 ZooKeeper 常⽤命令
创建节点(create 命令)
通过 create 命令在根⽬录创建了 node1 节点,与它关联的字符串是"node1"
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 34] create /node1 “node1”
通过 create 命令在根⽬录创建了 node1 节点,与它关联的内容是数字 123
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 1] create /node1/node1.1 123
Created /node1/node1.1
更新节点数据内容(set 命令)
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 11] set /node1 "set node1"
获取节点的数据(get 命令)
get命令可以获取指定节点的数据内容和节点的状态,可以看出我们通过 set 命令已经将节点数据内容改为 “set node1”。set node1
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x4b
mtime = Sun Jan 20 10:41:10 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 1
查看某个⽬录下的⼦节点(ls 命令)
通过 ls 命令查看根⽬录下的节点
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 37] ls /
[dubbo, ZooKeeper, node1]
通过 ls 命令查看 node1 ⽬录下的节点
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 5] ls /node1
[node1.1]
ZooKeeper 中的 ls 命令和 linux 命令中的 ls 类似,这个命令将列出绝对路径 path 下的所有⼦节点信息(列出 1 级,并不递归)
查看节点状态(stat 命令)
通过 stat 命令查看节点状态
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 10] stat /node1
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x47
mtime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 11
numChildren = 1
查看节点信息和状态(ls2 命令)
ls2 命令更像是 ls 命令和 stat 命令的结合。 ls2 命令返回的信息包括 2 部分:
1.⼦节点列表
2.当前节点的 stat 信息。
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 7] ls2 /node1
[node1.1]
cZxid = 0x47
ctime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
mZxid = 0x47
mtime = Sun Jan 20 10:22:59 CST 2019
pZxid = 0x4a
cversion = 1
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 11
numChildren = 1
删除节点(delete 命令)
这个命令很简单,但是需要注意的⼀点是如果你要删除某⼀个节点,那么这个节点必须⽆⼦节点才⾏。
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 3] delete /node1/node1.1
总结
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