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Zookeeper不論是在實際項目中,還是在各種分布式開源項目中都得到了廣泛應用,從本篇博客開始,將為大家帶來我對Zookeeper的認識。這個系列將會涵蓋Zookeeper的介紹、環境搭建、配置說明、Java操作Zookeeper(原生API方式)、zkclient操作Zookeeper方式、Zookeeper的典型應用場景分析以及Curator框架等。
Zookeeper是一個高可用的分布式管理與協調框架,基于ZAB算法(原子消息廣播協議)實現。ZK能夠很好的保證分布式環境下的數據一致性,這一特性使得ZK是處理分布式一致性問題的利器!這個利器有哪些特性呢,看看下面你就了解了。
可靠性:一旦Zookeeper成功的應用了一個事務,并完成對client的響應,那么Zookeeper內部集群的所有服務器的狀態都會是一致的保留下來。
單一視圖:由于上面可靠性的保證,使得無論client連接的是ZK集群中的哪個服務器,所看到的數據都是一致的。
順序一致性:從一個client發起的請求,最終會嚴格的按照發起的順序被應用到Zookeeper中去。【實質上,ZK會對每一個client的每一個請求,進行編號,說白了,就是分配一個全局唯一的遞增編號,這個編號反映了所有事務操作的先后順序。】
實時性:通常意義下的實時性是指一旦事務被成功應用,那么client會立刻從服務器端獲取到變更后的新數據。ZK僅僅能夠保證在一定時間內,client最終一定會能從服務器上獲取到最新的數據。
高可用:在ZK集群內部,會有一個Leader,多個Follower。一旦Leader掛掉,那么ZK會通過Paxos算法選舉出新的Leader,只要ZK集群內部的服務器有一半以上正常工作,那么ZK就能對外正常提供服務!
簡單的數據結構:類似于Linux文件系統的樹形結構,簡單,實用!(樹形層次空間)
高性能:性能有多高呢,舉個栗子,比如我們經常通過創建臨時節點來處理分布式鎖,要知道臨時節點是存儲在內存中的,在讀場景壓力測試下,QPS高達10W+!也就是說ZK在讀場景下,性能非常突出!
每一個節點被稱為znode,znode可以有子節點目錄,并且每個znode可以存儲數據(特別需要注意的是臨時節點不可以有子節點)
znode如果是臨時節點,意味著創建這個znode的client一旦與ZK集群失去聯系,這個臨時的znode將被自動刪除。(事實上,client與ZK通信是采用長連接方式,并通過心跳的方式保持連接,這種狀態就是session,一旦session失效,就是連接斷開,臨時節點會被刪除掉)
znode是可以被監控的,不論是znode本身的數據變化,還是該znode下的子節點的變化,都可以進行監控,這也是ZK的核心特性。(很多應用場景就是基于這個特性,后續進行詳細介紹)
這里,我們先了解下ZK Server的身份特性:
Leader:負責客戶端的write類型的請求
Follower:負責客戶端的read類型請求,并可以參與Leader的選舉
watcher:后文介紹。
這里以zookeeper-3.4.5版本為例,搭建一個ZK集群(至少要求3個節點,并且各個ZK SERVER之間系統時間保持一致)。使用的機器列表是:192.168.99.121、192.168.99.122、192.168.99.123。
以192.168.99.121為例進行說明:
配置說明:
tickTime:ZK集群與客戶端、ZK集群內部SERVER之間的心跳間隔,默認2S。
initLimit:在客戶端連接ZK集群時,可以忍受多少個心跳次數。上述的配置表明,如果client初始連接ZK集群,在10*2S=20S內ZK集群沒有返回連接成功,即意味著連接失敗。
syncLimit:表示ZK集群內部Leader和Follower之間請求應答可以忍受多少個心跳次數。
dataDir:ZK保存數據以及日志的目錄。
clientPort:ZK集群對外暴露的接口,即client訪問ZK集群的端口(2181)。
server.x = IP:port-a:port-b
X表示是第幾號服務器,從0開始編號,并和dataDir下的myid文件對應。
port-a表示Leader和Follower進行信息通信的端口(2888)。
port-b表示Follower進行選舉的端口(3888)。
通過zkCli.sh進入客戶端進行操作:
查找ls、創建znode節點create(注意每個節點都是有值的)、獲取get、設置set。
我們觀察下下面幾個屬性:
ctime和cZxid是一對,表示創建ZNODE的時間和事件編號;
mtime和mZxid是一對,表示修改ZNODE數據內容的時間和事件編號;(通過set指令會改變這2個屬性,但是該節點的子節點的變化不會影響該節點)
dataVersion:表示ZNODE數據的版本,注意利用JAVA 原生API進行delete ZNODE時,需要提供version才可以刪除ZNODE。(當然我們可以提供-1來跳過版本檢查機制)
dataLength、numChildren都好理解。
另外,注意rmr指令可以遞歸刪除ZNODE;而delete只可以刪除指定ZNODE。
ZooInspector是一個可運行的JAR,運行后直接連接ZK集群中的任何一個SERVER即可。
OK,到這里,一切準備工作就準備就緒了~
咱們下期來看JAVA操作ZK(基于Zookeeper的原生API)、分布式鎖探討、Watch特性等~
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