【hadoop生态之ZooKeeper】第三章ZooKeeper内部管理【笔记+代码】
三、Zookeeper内部原理
3.1 选举机制
1)半数机制(Paxos 协议):集群中半数以上机器存活,集群可用。所以zookeeper适合装在奇数台机器上。
2)Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定master和slave。但是,zookeeper工作时,是有一个节点为leader,其他则为follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的。
3)以一个简单的例子来说明整个选举的过程。
假设有五台服务器组成的zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的。假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么。
(1)服务器1启动,此时只有它一台服务器启动了,它发出去的报没有任何响应,所以它的选举状态一直是LOOKING状态。
(2)服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3),所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。
(3)服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1、2、3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的leader。
(4)服务器4启动,根据前面的分析,理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的,但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3,所以它只能接收当小弟的命了。
(5)服务器5启动,同4一样当小弟。
3.2 节点类型
1)Znode有两种类型:
短暂(ephemeral):客户端和服务器端断开连接后,创建的节点自己删除
持久(persistent):客户端和服务器端断开连接后,创建的节点不删除
2)Znode有四种形式的目录节点(默认是persistent )
(1)持久化目录节点(PERSISTENT)(小写:persistent)
客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在。
(2)持久化顺序编号目录节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL)
(小写:persistent_sequential)
客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在,只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
(3)临时目录节点(EPHEMERAL)(ephemeral)
客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除。
(4)临时顺序编号目录节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)(ephemeral_sequential)
客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除,只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号。
3)创建znode时设置顺序标识,znode名称后会附加一个值,顺序号是一个单调递增的计数器,由父节点维护
4)在分布式系统中,顺序号可以被用于为所有的事件进行全局排序,这样客户端可以通过顺序号推断事件的顺序
3.3 stat结构体
1)czxid- 引起这个znode创建的zxid,创建节点的事务的zxid
每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳,也就是ZooKeeper事务ID。
事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid,如果zxid1小于zxid2,那么zxid1在zxid2之前发生。
2)ctime - znode被创建的毫秒数(从1970年开始)
3)mzxid - znode最后更新的zxid
4)mtime - znode最后修改的毫秒数(从1970年开始)
5)pZxid-znode最后更新的子节点zxid
6)cversion - znode子节点变化号,znode子节点修改次数
7)dataversion - znode数据变化号
8)aclVersion - znode访问控制列表的变化号
9)ephemeralOwner- 如果是临时节点,这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。
10)dataLength- znode的数据长度
11)numChildren - znode子节点数量
3.4 监听器原理
1、 监听原理详解:
a) 首先要有一个main()线程
b) 在main线程中创建ZK客户端,这是会创建两个线程,一个负责网络连接通信(connect),一个负责监听(listener)
c) 通过connect线程将注册的监听事件发送给ZK
d) 在ZK的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中
e) ZK监听到有数据或路径发生变化时,就会将这个消息发送给listener线程
f) Listener线程内部调用process()方法
2、 常见的监听
a) 监听节点数据的变化
i. Get path [watch]
b) 监听子节点增减的变化
i. Ls path [watch]
3.5 写数据流程
读是局部性的,即client只需要从与它相连的server上读取数据即可;而client有写请求的话,与之相连的server会通知leader,然后leader会把写操作分发给所有server。所以定要比读慢很多。
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