理解 zookeeper

Zookeeper 主要用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理，如统一命名服务器、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理。

节点特性

1. 同一时刻多台机器创建同一个节点，只有一个会争抢成功。利用这个特性可以做分布式锁。
2. 临时节点的生命周期与会话一致，会话关闭则临时节点删除。利用这个特性经常来做心跳，动态监控，负载等动作。
3. 顺序节点保证节点名全局唯一。这个特性可以用来生成分布式环境下的全局自增长id。

zookeeper 提供的服务

1. 创建节点
2. 删除节点
3. 更新节点
4. 获取节点信息
5. 权限控制
6. 事件监听

Zookeeper的集群对server进行了归类：

• Leader
• Follower
• Observer

Zookeeper 作用（使用场景）

1. 配置中心 -- Zookeeper 的目录结构比较特殊，可以这个特性作为分布式的配置中心，当配置内容发生更新可以及时通知各服务器进行更新
2. 集群选举 -- 当某一个服务宕机或者整个服务重启，可根据Zookeeper节点的顺序一致性来选择最大节点或者最小节点作为leader
3. 分布式锁 -- 原理同集群选举，根据节点的顺序一致性来选择最小节点对应的那个服务获得锁，当服务执行完成删除节点就会释放锁，再由其他服务去争取锁。
4. 注册中心 -- Zookeeper的目录以及子节点。主要通过对节点的管理做到发布以及事件监听做到订阅。
5. 队列管理
   1. 同步队列 当一个队列的队员都聚齐时，队列才可用，否则一直等待所有的成员到达，这种是同步队列
      创建一个父目录 /synchronizing ，每个成员都监控标志(Set Watch)位目录 /synchronizing/start 是否存在，然后每个成员都加入这个队列，加入队列的方式就是创建 /synchronizing/member_i 的临时目录节点，然后每个成员获取 、synchronizing 目录的所有目录节点，也就是 member_i,判断 i 的值是否已经是成员的目录，如果小于成员个数就等待 synchronizing/start 的出现，如果相等就创建synchronizing/start
   2. 异步队列 队列按照FIFO方式进行入队和出队操作，例如实现生产者和消费者模型。
      保证所有成员加入队列时都是有编号的，出队是通过getChildren() 方法可以返回当前所有的队列元素，然后消费其中最小的元素。

Zookeeper 在分布式中的作用：

使用Zookeeper提供分布式锁机制，从而实现分布式的一致性处理。

• Barrier
• Queue
• Lock
• 2PC

Java Api 接口

String create(String path, byte data[], List<ACL> acl, CreateMode createMode)
void   create(String path, byte data[], List<ACL> acl, CreateMode createMode, StringCallback cb, Object ctx)void delete(String path, int version)
void delete(String path, int version, VoidCallback cb, Object ctx)Stat setData(String path, byte data[], int version)
void setData(String path, byte data[], int version, StatCallback cb, Object ctx)Stat setACL(String path, List<ACL> acl, int version)
void setACL(String path, List<ACL> acl, int version, StatCallback cb, Object ctx)Stat exists(String path, Watcher watcher)
Stat exists(String path, boolean watch)
void exists(String path, Watcher watcher, StatCallback cb, Object ctx)
void exists(String path, boolean watch  , StatCallback cb, Object ctx)byte[] getData(String path, Watcher watcher, Stat stat)
byte[] getData(String path, boolean watch  , Stat stat)
void   getData(String path, Watcher watcher, DataCallback cb, Object ctx)
void   getData(String path, boolean watch  , DataCallback cb, Object ctx)List<String> getChildren(String path, Watcher watcher)
List<String> getChildren(String path, boolean watch  )
void  getChildren(String path, Watcher watcher, ChildrenCallback cb, Object ctx)
void  getChildren(String path, boolean watch  , ChildrenCallback cb, Object ctx)List<String> getChildren(String path, Watcher watcher, Stat stat)
List<String> getChildren(String path, boolean watch  , Stat stat)
void getChildren(String path, Watcher watcher, Children2Callback cb, Object ctx)
void getChildren(String path, boolean watch  , Children2Callback cb, Object ctx)

接口说明

• 每一种安同步还是异步
• 添加指定watcher还是默认watcher分为4中。默认watcher在Zookeeper 初始化中进行指定。
• 如果包含boolean watch 的读方法传入true，则将默认为watcher注册为所关注事件的watch。如果传入false则不注册watch。

CreateMode

• PERSISTENT 持续的。相比与EPHEMERAL，不会随着client session的close或者expire而消失
• PERSISTENT_SEQUENTIAL
• EPHEMERAL 短暂的，生命周期依赖于client session、对应session close/expire 后其znode也会消失。
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL SEQUENTIAL意为顺序的。

Zookeeper 为了解决数据的一致性，使用Watcher的异步回调接口，将服务器znode的变化以事件的形式通知给客户端，主要是一种方向推送的机制，让客户端可以做出及时响应。比如及时更新后端的可用集群服务列表。

参考网站

Zookeeper Api(java)入门与应用(转)

保证分布式系统数据一致性的6种方案

解决分布式系统的一致性问题，我们需要了解哪些理论

分布式系统的事务处理

ZooKeeper典型应用场景一览

zookeeper中的基本概念

Watcher/Callback 参考网站

http://luzengyi.blog.163.com/blog/static/529188201064113744373/ http://luzengyi.blog.163.com/blog/static/529188201061155444869/

ACL

http://rdc.taobao.com/team/jm/archives/947

集群管理

paxos 实现 paxos算法介绍续 zookeeper代码解析

Zookeeper 官方文档

http://zookeeper.apache.org/doc/r3.3.2/recipes.html

TODO

Zookeeper 一致性