zookeeper更进一步(数据模型、watcher及shell命令)
ZooKeeper数据模型
ZooKeeper 的数据模型,在结构上和标准文件系统的非常相似,拥有一个层次的命名空间,都是采用树形层次结构,ZooKeeper 树中的每个节点被称为—Znode。和文件系统的目录树一样,ZooKeeper 树中的每个节点可以拥有子节点。但也有不同之处:
- 1. Znode 兼具文件和目录两种特点。既像文件一样维护着数据、元信息、ACL、时间戳等数据结构,又像目录一样可以作为路径标识的一部分,并可以具有子 Znode。用户对 Znode具有增、删、改、查等操作(权限允许的情况下)。
- 2. Znode 具有原子性操作,读操作将获取与节点相关的所有数据,写操作也将替换掉节点的所有数据。另外,每一个节点都拥有自己的 ACL(访问控制列表,这个列表规定了用户的权限,即限定了特定用户对目标节点可以执行的操作。
- 3. Znode 存储数据大小有限制。ZooKeeper 虽然可以关联一些数据,但并没有被设计为常规的数据库或者大数据存储,相反的是,它用来管理调度数据,比如分布式应用中的配置文件信息、状态信息、汇集位置等等。这些数据的共同特性就是它们都是很小的数据,通常以 KB 为大小单位。ZooKeeper 的服务器和客户端都被设计为严格检查并限制每个 Znode 的数据大小至多 1M,当时常规使用中应该远小于此值。
- 4. Znode 通过路径引用,如同 Unix 中的文件路径。路径必须是绝对的,因此他们必须由斜杠字符来开头。除此以外,他们必须是唯一的,也就是说每一个路径只有一个表示,因此这些路径不能改变。在 ZooKeeper 中,路径由Unicode 字符串组成,并且有一些限制。字符串"/zookeeper"用以保存管理信息,比如关键配额信息。
结构图:
图中的每个节点称为一个 Znode。 每个 Znode 由 3 部分组成:
- ① stat:此为状态信息, 描述该 Znode 的版本, 权限等信息
- ② data:与该 Znode 关联的数据
- ③ children:该 Znode 下的子节点
节点类型:
Znode 有两种,分别为临时节点和永久节点。节点的类型在创建时即被确定,并且不能改变。
- 临时节点:该节点的生命周期依赖于创建它们的会话。一旦会话结束,临时节点将被自动删除,当然可以也可以手动删除。临时节点不允许拥有子节点。
- 永久节点:该节点的生命周期不依赖于会话,并且只有在客户端显示执行删除操作的时候,他们才能被删除。
- Znode 还有一个序列化的特性,如果创建的时候指定的话,该 Znode 的名字后面会自动追加一个不断增加的序列号。序列号对于此节点的父节点来说是唯一的,这样便会记录每个子节点创建的先后顺序。它的格式为“%10d”(10 位数字,没有数值的数位用 0 补充,例如“0000000001”)。
这样便会存在四种类型的 Znode 节点,分别对应:
- PERSISTENT:永久节点
- EPHEMERAL:临时节点
- PERSISTENT_SEQUENTIAL:永久节点、序列化
- EPHEMERAL_SEQUENTIAL:临时节点、序列化
节点属性:
每个 znode 都包含了一系列的属性,通过命令 get,可以获得节点的属性。
dataVersion:数据版本号,每次对节点进行 set 操作,dataVersion 的值都会增加 (即使设置的是相同的数据),可有效避免了数据更新时出现的先后顺序问题。
cversion :子节点的版本号。当 znode 的子节点有变化时,cversion 的值就会增加 。
aclVersion :ACL 的版本号。
cZxid :Znode 创建的事务 id。
mZxid :Znode 被修改的事务 id,即每次对 znode 的修改都会更新 mZxid。对于 zk 来说,每次的变化都会产生一个唯一的事务 id,zxid(ZooKeeperTransaction Id)。
通过 zxid,可以确定更新操作的先后顺序。例如,如果 zxid1小于 zxid2,说明 zxid1 操作先于 zxid2 发生,zxid 对于整个 zk 都是唯一的,即使操作的是不同的 znode。
ctime:节点创建时的时间戳.
mtime:节点最新一次更新发生时的时间戳.
ephemeralOwner:如果该节点为临时节点, ephemeralOwner 值表示与该节点绑定的 session id.
如果不是, ephemeralOwner 值为 .在 client 和 server 通信之前,首先需要建立连接,该连接称为 session。
连接建立后,如果发生连接超时、授权失败,或者显式关闭连接,连接便处于 CLOSED状态, 此时 session 结束。
ZooKeeper客户端连接
zkCli.sh –server ip #如果是连接当前机器的客户端 ip(192.168.xx.xxxx)不用写
shell操作ZooKeeper的基本命令
创建节点
create [-s] [-e] path data acl #-s 或-e 分别指定节点特性,顺序或临时节点,若不指定,则表示持久节点;acl 用来进行权限控制。
创建顺序节点
create -s /test
#创建顺序节点 /test 内容为
创建临时节点
create -e /test_temp 123temp
#创建临时节点 /test_temp 内容为 123temp
创建永久节点
create /test_p p
#创建永久节点 /test_p 内容为123p
读取节点
ls path [watch] #watch下面说
get path [watch]
ls2 path [watch]
更新节点
set path data [version]
#data 就是要更新的新内容,version 表示数据版本。
删除节点
delete path [version] #删除节点
Rmr path #递归删除节点
quota
setquota -n|-b val path #对节点增加限制。 #n:表示子节点的最大个数
#b:表示数据值的最大长度
#val:子节点最大个数或数据值的最大长度
#path:节点路径 #注意 这个限制 并不是强制显示,只是如果超出限制范围了会在log里面警告 listquota path #列出指定节点的 quota delquota [-n|-b] path #删除 quota
ZooKeeper Watcher
ZooKeeper 提供了分布式数据发布/订阅功能,一个典型的发布/订阅模型系统定义了一种一对多的订阅关系,能让多个订阅者同时监听某一个主题对象,当这个主题对象自身状态变化时,会通知所有订阅者,使他们能够做出相应的处理。
ZooKeeper 中,引入了 Watcher 机制来实现这种分布式的通知功能。ZooKeeper 允许客户端向服务端注册一个 Watcher 监听,当服务端的一些事件触发了这个 Watcher,那么就会向指定客户端发送一个事件通知来实现分布式的通知功能。
触发事件种类很多,如:节点创建,节点删除,节点改变,子节点改变等。
总的来说可以概括 Watcher 为以下三个过程:客户端向服务端注册Watcher、服务端事件发生触发 Watcher、客户端回调 Watcher 得到触发事件情况。
Watch机制特点:
- 一次性触发:事件发生触发监听,一个 watcher event 就会被发送到设置监听的客户端,这种效果是一次性的,后续再次发生同样的事件,不会再次触发。
- 事件封装:ZooKeeper 使用 WatchedEvent 对象来封装服务端事件并传递。WatchedEvent 包含了每一个事件的三个基本属性:通知状态(keeperState),事件类型(EventType)和节点路径(path)。
- event 异步发送:watcher 的通知事件从服务端发送到客户端是异步的。
- 先注册再触发:Zookeeper 中的 watch 机制,必须客户端先去服务端注册监听,这样事件发送才会触发监听,通知给客户端。
shell客户端设置watcher:
设置节点数据变动监听
get /test watch
通过另一个客户端更改节点数据
set /test xxxx
此时设置监听的节点收到的通知
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