Zookeeper简介

基本概念

Zookeeper是一个开源的分布式协调服务。其设计目标是将那些复杂的容易出错的分布式一致性服务封装起来,以简单的接口提供给用户使用。它是一个典型的分布式数据一致性的解决方案,分布式应用程序可以基于它实现如:发布/订阅、负载均衡、集群管理、分布式锁、分布式队列等功能。

名词概念

  1. 集群角色

Zookeeper集群中有三种角色:Leader、Follower、Observer。Leader提供读和写服务。Follower和Observer能提供读服务。Observer和Follower的区别就在于Ovserver不参与Leader选举,不参与写操作的过半成功策略。

因此Observer可以在不影响写性能的情况下,提升集群的性能。如果没有Observer的话,一个Leader和N个Follower,如果Follower特别多的话,虽然读性能提高了,但是写性能和选举的性能会受影响。

  1. 会话(session)

客户端会话,一个客户端连接是指客户端和服务端之间的一个TCP长连接。客户端启动的时候,首先会和服务器建立一个TCP长连接,从第一次建立连接开始,会话(session)的生命周期就开始了。通过这个连接,客户端能够通过心跳检测与服务器保持有效的会话,也能够向Zookeeper服务器发送请求,同时还能接受服务器的Watch事件通知。

  1. 数据节点(Znode)

Zookeeper数据模型中的一个单元,我们称之为数据节点。Zookeeper将所有数据存储在内存中,数据模型是一棵树,由斜杠进行分割的路径,就是一个Znode。如/app。每个Znode都能保存自己的数据内容,还会保存属性信息。

4. 版本

每个Znode都有一个叫作Stat的数据结构,Stat里记录了Znode的三个数据版本,分别是version(当前Znode的版本)、cversion(当前Znode子节点的版本)、aversion(当前Znode的ACL版本)

5. Watcher(事件监听器)

Watcher是Zookeeper中一个很重要的特性,Zookeeper允许用户在指定节点上注册一些Watcher,并且在一些特定事件触发的时候,Zookeeper服务端会将事件通知到感兴趣的客户端,该机制是Zookeeper实现分布式协调服务的重要特性。

6. ACL

Zookeeper采用ACL策略来进行权限控制,它定义了五种权限:

  • CREATE:创建子节点的权限
  • READ:获取节点数据和子节点列表的权限
  • WRITE:更新节点数据的权限
  • DELETE:删除子节点的权限
  • ADMIN:设置子节点ACL的权限。

注意:CREATE和DELETE这两种权限是针对子节点的权限控制

Zookeeper命令行

  1. 客户端连接
 ./zkCli.sh   #连接本地的zookeeper服务器
./zkCli.sh -server ip:port # 连接远程的服务器

连接成功之后,系统会输出Zookeeper的相关环境及配置信息等信息

  1. 创建节点
 create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]

 #创建顺序节点
create -s /cc #创建临时节点,客户端会话结束后,节点会自动删除
create -e /temp #创建带内容的节点
create /hi nihao
  1. 读取节点
#ls命令会列出path节点下所有的子节点
ls path #get命令会查询到path节点的数据内容,加上-s可以查询更详细的信息
get [-s] path
  1. 更新节点
set [-s] [-v version] path data

#修改/abc节点的内容为hello,加上-s会返回更详细的信息
set /abc hello
  1. 删除节点
#删除,如果带上了版本参数,那么删除的时候就会校验版本是否正确,正确才进行删除
delete [-v version] path

Zookeeper 客户端API

官方原生API

<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.14</version>
</dependency>

很少直接使用了,接口介绍省略

ZkClient API

ZkClient是github上一个开源的zookeeper客户端,在原生API的基础上进行了包装,更加易用。同时还实现了如Session超时重连、Watcher反复注册等功能。

<dependency>
<groupId>com.101tec</groupId>
<artifactId>zkclient</artifactId>
<version>0.2</version>
</dependency>

直接上代码:


public class ClientDemo { private static final String connectStr="192.168.56.115:2181"; public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// create();
// delete();
// get();
getData(); } public static void create() throws InterruptedException {
ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
//第二个参数,true代表递归创建节点,没有父节点先创建父节点
zkClient.createPersistent("/test/node01",true);
//持久有序的node
zkClient.createPersistentSequential("/test/node02","data");
//临时node
zkClient.createEphemeral("/ephemeral");
} public static void delete(){
ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
//普通删除
zkClient.delete("/test");
//遍历删除,先删除该节点的所有子节点,再删除它本身
zkClient.deleteRecursive("/test");
} public static void get() throws InterruptedException {
ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
List<String> children = zkClient.getChildren("/test");
System.out.println("子节点:"+children); zkClient.subscribeChildChanges("/watch", new IZkChildListener() {
@Override
public void handleChildChange(String s, List<String> list) throws Exception {
System.out.println(s + " child changed,list:" + list);
}
}); zkClient.createPersistent("/watch");
Thread.sleep(1000);
zkClient.createPersistent("/watch/test");
Thread.sleep(1000);
zkClient.delete("/watch/test");
Thread.sleep(1000);
zkClient.delete("/watch"); } //获取数据
public static void getData() throws InterruptedException {
ZkClient zkClient=new ZkClient(connectStr);
String path="/abc";
boolean exists = zkClient.exists(path);
System.out.println("节点是否存在:"+exists);
if(!exists){
zkClient.createEphemeral(path,"123");
} //数据改变监听
zkClient.subscribeDataChanges(path, new IZkDataListener() {
@Override
public void handleDataChange(String s, Object o) throws Exception {
System.out.println("节点:"+s+" 数据被改变:"+o);
} @Override
public void handleDataDeleted(String s) throws Exception {
System.out.println("节点被删除:"+s);
}
});
//读取数据
Object o = zkClient.readData(path);
System.out.println("读取节点的数据:"+o);
Thread.sleep(3000); //更新数据
Stat stat = zkClient.writeData(path, "456");
Thread.sleep(3000); //删除数据
zkClient.delete(path);
Thread.sleep(3000);
}
}

Curator API

Curator是Netflix公司开源的客户端框架。它实现了连接重连、Watcher反复注册、重试策略和NodeExistsException异常解决等等。

<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-framework</artifactId>
<version>2.12.0</version>
</dependency>

直接上代码:


public class CuratorDemo { private static final String connectStr="192.168.56.115:2181";
private static String path ="/abc"; public static void main(String[] args) throws Exception {
// connect();
// create();
// delete();
// get();
update();
} public static void connect(){
//连接方式1
/*
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,默认的最⼤时间是Integer.MAX_VALUE毫秒。
*/
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectStr, 5000, 3000, retryPolicy);
client.start(); //连接方式2
CuratorFramework Client = CuratorFrameworkFactory.builder()
.connectString("server1:2181,server2:2181,server3:2181")
.sessionTimeoutMs(50000)
.connectionTimeoutMs(30000)
.retryPolicy(retryPolicy)
.build();
client.start();
} public static void create() throws Exception {
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectStr, 5000, 30000, retryPolicy);
client.start(); Thread.sleep(2000);
//创建一个内容为空的节点,curator默认是创建持久节点
// client.create().forPath(path);
//创建一个有内容的节点
client.create().forPath(path,"123".getBytes());
//调用creatingParentsIfNeeded 接口,Curator 就能够自动地递归创建所有需要的父节点
client.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/tt");
} public static void delete() throws Exception {
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectStr, 5000, 30000, retryPolicy);
client.start(); //删除节点
client.delete().forPath(path);
//删除节点,并递归删除子节点
client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path);
//指定版本删除ls
client.delete().withVersion(1).forPath(path);
//强制删除。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
client.delete().guaranteed().forPath(path);
} public static void get() throws Exception {
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectStr, 5000, 30000, retryPolicy);
client.start(); //普通查询
byte[] bytes = client.getData().forPath(path);
System.out.println("节点内容:"+new String(bytes));
// 包含状态查询
Stat stat = new Stat();
byte[] bytes1 = client.getData().storingStatIn(stat).forPath(path);
System.out.println(stat.getVersion());
} public static void update() throws Exception {
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectStr, 5000, 30000, retryPolicy);
client.start(); // 普通更新
client.setData().forPath(path,"新内容".getBytes());
// 指定版本更新 当携带数据版本不⼀致时,无法完成更新操作
// 异常信息:Exception in thread "main" org.apache.zookeeper.KeeperException$BadVersionException: KeeperErrorCode = BadVersion for /abc
client.setData().withVersion(1).forPath(path,"abcd".getBytes());
}

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