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简介

Curator是Netflix公司开源的一套Zookeeper客户端框架。了解过Zookeeper原生API都会清楚其复杂度。Curator帮助我们在其基础上进行封装、实现一些开发细节,包括接连重连、反复注册Watcher和NodeExistsException等。目前已经作为Apache的顶级项目出现,是最流行的Zookeeper客户端之一。从编码风格上来讲,它提供了基于Fluent的编程风格支持。

除此之外,Curator还提供了Zookeeper的各种应用场景:Recipe、共享锁服务、Master选举机制和分布式计数器等。

具体信息可以参考Apache官网提供的关于Curator的资料信息

版本

目前Curator有2.x.x和3.x.x两个系列的版本,支持不同版本的Zookeeper。其中Curator 2.x.x兼容Zookeeper的3.4.x和3.5.x。而Curator 3.x.x只兼容Zookeeper 3.5.x,并且提供了一些诸如动态重新配置、watch删除等新特性。

项目组件

名称 描述
Recipes Zookeeper典型应用场景的实现,这些实现是基于Curator Framework。
Framework Zookeeper API的高层封装,大大简化Zookeeper客户端编程,添加了例如Zookeeper连接管理、重试机制等。
Utilities 为Zookeeper提供的各种实用程序。
Client Zookeeper client的封装,用于取代原生的Zookeeper客户端(ZooKeeper类),提供一些非常有用的客户端特性。
Errors Curator如何处理错误,连接问题,可恢复的例外等。

Maven依赖

Curator的jar包已经发布到Maven中心,由以下几个artifact的组成。根据需要选择引入具体的artifact。但大多数情况下只用引入curator-recipes即可。

GroupID/Org ArtifactID/Name 描述
org.apache.curator curator-recipes 所有典型应用场景。需要依赖client和framework,需设置自动获取依赖。
org.apache.curator curator-framework 同组件中framework介绍。
org.apache.curator curator-client 同组件中client介绍。
org.apache.curator curator-test 包含TestingServer、TestingCluster和一些测试工具。
org.apache.curator curator-examples 各种使用Curator特性的案例。
org.apache.curator curator-x-discovery 在framework上构建的服务发现实现。
org.apache.curator curator-x-discoveryserver 可以喝Curator Discovery一起使用的RESTful服务器。
org.apache.curator curator-x-rpc Curator framework和recipes非java环境的桥接。

根据上面的描述,开发人员大多数情况下使用的都是curator-recipes的依赖,此依赖的maven配置如下:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-recipes -->
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
<version>2.12.0</version>
</dependency>

由于版本兼容原因,采用了2.x.x的最高版本。

案例及功能说明

创建会话

Curator的创建会话方式与原生的API和ZkClient的创建方式区别很大。Curator创建客户端是通过CuratorFrameworkFactory工厂类来实现的。其中,此工厂类提供了三种创建客户端的方法。 
前两种方法是通过newClient来实现,仅参数不同而已。

public static CuratorFramework newClient(String connectString, RetryPolicy retryPolicy)

public static CuratorFramework newClient(String connectString, int sessionTimeoutMs, int connectionTimeoutMs, RetryPolicy retryPolicy)

使用上面方法创建出一个CuratorFramework之后,需要再调用其start()方法完成会话创建。 
实例代码:

RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000,3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("127.0.0.1:2181",retryPolicy);
client.start();
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000,3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("127.0.0.1:2181",
5000,1000,retryPolicy);
client.start();

其中参数RetryPolicy提供重试策略的接口,可以让用户实现自定义的重试策略。默认提供了以下实现,分别为ExponentialBackoffRetry、BoundedExponentialBackoffRetry、RetryForever、RetryNTimes、RetryOneTime、RetryUntilElapsed。

进一步查看源代码可以得知,其实这两种方法内部实现一样,只是对外包装成不同的方法。它们的底层都是通过第三个方法builder来实现的。 
实例代码:

RetryPolicy retryPolicy  = new ExponentialBackoffRetry(1000,3);
private static CuratorFramework Client = CuratorFrameworkFactory.builder()
.connectString("hadoop1:2181,hadoop2:2181,hadoop3:2181")
.sessionTimeoutMs(3000)
.connectionTimeoutMs(5000)
.retryPolicy(retryPolicy)
.build();
client.start();
 

参数:

  • connectString:zk的server地址,多个server之间使用英文逗号分隔开
  • connectionTimeoutMs:连接超时时间,如上是30s,默认是15s
  • sessionTimeoutMs:会话超时时间,如上是50s,默认是60s
  • retryPolicy:失败重试策略
    • ExponentialBackoffRetry:构造器含有三个参数 ExponentialBackoffRetry(int baseSleepTimeMs, int maxRetries, int maxSleepMs)

      • baseSleepTimeMs:初始的sleep时间,用于计算之后的每次重试的sleep时间,

        • 计算公式:当前sleep时间=baseSleepTimeMs*Math.max(1, random.nextInt(1<<(retryCount+1)))
      • maxRetries:最大重试次数
      • maxSleepMs:最大sleep时间,如果上述的当前sleep计算出来比这个大,那么sleep用这个时间
    • 其他,查看org.apache.curator.RetryPolicy接口的实现类
    • start()会阻塞到会话创建成功为止。

重试策略

上面的例子中使用到了ExponentialBackoffRetry重试策略实现。此策略先给定一个初始化sleep时间baseSleepTimeMs,在此基础上结合重试次数,通过以下代码计算当前需要的sleep时间:

long sleepMs = baseSleepTimeMs * Math.max(1, random.nextInt(1 << (retryCount + 1)));
if ( sleepMs > maxSleepMs ){
sleepMs = maxSleepMs;
}

随着重试次数的增加,计算出的sleep时间也会越来越大。如果超过maxSleepMs则使用maxSleepMs的时间。其中maxRetries限制了最大的尝试次数。

创建节点

Curator创建节点的方法也是基于Fluent风格编码,原生API中的参数很多都转化为一层层的方法调用来进行设置。下面简单介绍一下常用的几个节点创建场景。 
(1)创建一个初始内容为空的节点

client.create().forPath(path);

Curator默认创建的是持久节点,内容为空。 
(2)创建一个包含内容的节点

client.create().forPath(path,"我是内容".getBytes());

Curator和ZkClient不同的是依旧采用Zookeeper原生API的风格,内容使用byte[]作为方法参数。 
(3)创建临时节点,并递归创建父节点

client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);

此处Curator和ZkClient一样封装了递归创建父节点的方法。在递归创建父节点时,父节点为持久节点。

删除节点

删除节点的方法也是基于Fluent方式来进行操作,不同类型的操作调用新增不同的方法调用即可。 
(1)删除一个子节点

client.delete().forPath(path);

(2)删除节点并递归删除其子节点

client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path);

(3)指定版本进行删除

client.delete().withVersion(1).forPath(path);

如果此版本已经不存在,则删除异常,异常信息如下。

org.apache.zookeeper.KeeperException$BadVersionException: KeeperErrorCode = BadVersion for

(4)强制保证删除一个节点

client.delete().guaranteed().forPath(path);

只要客户端会话有效,那么Curator会在后台持续进行删除操作,直到节点删除成功。比如遇到一些网络异常的情况,此guaranteed的强制删除就会很有效果。

读取数据

读取节点数据内容API相当简单,Curator提供了传入一个Stat,使用节点当前的Stat替换到传入的Stat的方法,查询方法执行完成之后,Stat引用已经执行当前最新的节点Stat。

// 普通查询
client.getData().forPath(path);
// 包含状态查询
Stat stat = new Stat();
client.getData().storingStatIn(stat()).forPath(path);

更新数据

更新数据,如果未传入version参数,那么更新当前最新版本,如果传入version则更新指定version,如果version已经变更,则抛出异常。

// 普通更新
client.setData().forPath(path,"新内容".getBytes());
// 指定版本更新
client.setData().withVersion(1).forPath(path);

版本不一直异常信息:

org.apache.zookeeper.KeeperException$BadVersionException: KeeperErrorCode = BadVersion for

异步接口

在使用以上针对节点的操作API时,我们会发现每个接口都有一个inBackground()方法可供调用。此接口就是Curator提供的异步调用入口。对应的异步处理接口为BackgroundCallback。此接口指提供了一个processResult的方法,用来处理回调结果。其中processResult的参数event中的getType()包含了各种事件类型,getResultCode()包含了各种响应码。

重点说一下inBackground的以下接口:

public T inBackground(BackgroundCallback callback, Executor executor);

此接口就允许传入一个Executor实例,用一个专门线程池来处理返回结果之后的业务逻辑。

完整代码

import org.apache.curator.RetryPolicy;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.api.BackgroundCallback;
import org.apache.curator.framework.api.CuratorEvent;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import java.util.concurrent.Executors; public class CuratorTest { private static RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000,3);
private static CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
.connectString("hadoop1:2181,hadoop2:2181,hadoop3:2181")
.sessionTimeoutMs(3000)
.connectionTimeoutMs(5000)
.retryPolicy(retryPolicy)
.build(); public static void main(String[] args) throws Exception{
/**
* 创建会话
* */
client.start(); /**
* 同步创建节点
* 注意:
* 1.除非指明创建节点的类型,默认是持久节点
* 2.ZooKeeper规定:所有非叶子节点都是持久节点,所以递归创建出来的节点,
* 只有最后的数据节点才是指定类型的节点,其父节点是持久节点
* */ //创建一个初始内容为空的节点
client.create().forPath("/China");
//创建一个初始内容不为空的节点
client.create().forPath("/Korea","jinzhengen".getBytes());
//创建一个初始内容为空的临时节点
client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("America");
//创建一个初始内容不为空的临时节点,可以实现递归创建
client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
.forPath("Japan","xiaoriben".getBytes()); /**
* 异步创建节点
*
* 注意:如果自己指定了线程池,那么相应的操作就会在线程池中执行,如果没有指定,
* 那么就会使用Zookeeper的EventThread线程对事件进行串行处理
* */
client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).inBackground(new BackgroundCallback() {
public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception {
System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",code:"
+ event.getResultCode() + ",type:" + event.getType());
}
},Executors.newFixedThreadPool(10)).forPath("/async-China"); client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).inBackground(new BackgroundCallback() {
public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception {
System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + ",code:"
+ event.getResultCode() + ",type:" + event.getType());
}
}).forPath("/async-America"); /**
* 获取节点内容
* */
byte[] data = client.getData().forPath("/Korea");
System.out.println(new String(data));
//传入一个旧的stat变量,来存储服务端返回的最新的节点状态信息
byte[] data2 = client.getData().storingStatIn(new Stat()).forPath("/Korea");
System.out.println(new String(data2)); /**
* 更新数据
* */
Stat stat = client.setData().forPath("/Korea");
client.setData().withVersion(4).forPath("/Korea", "jinsanpangzi".getBytes()); /**
* 删除节点
* */
//只能删除叶子节点
client.delete().forPath("/China");
//删除一个节点,并递归删除其所有子节点
client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/aa");
//强制指定版本进行删除
client.delete().withVersion(4).forPath("/Korea");
//注意:由于一些网络原因,上述的删除操作有可能失败,使用guaranteed(),
// 如果删除失败,会记录下来,只要会话有效,就会不断的重试,直到删除成功为止
client.delete().guaranteed().forPath("/America"); Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE); } }

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