Pierce_Liu
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ZooKeeper的典型应用场景——分布式协调/通知

分布式协调/通知服务是分布式系统中不可缺少的一个环节，是将不同的分布式组件有机组合起来的关键所在。对于一个在多台机器上部署运行的应用而言，通常需要一个协调者来控制整个整个系统的运行流程，例如分布式事务的处理、机器间的互相协调等。同时，引入这样一个协调者，便于将分布式协调的职责从应用中分离出来，从而可以大大减少系统之间的耦合性，而且能够显著提高系统的可扩展性。从实现细节来讲，就是利用ZooKeeper中特有的Watcher注册与异步通知机制。

MySQL数据复制总线：Mysql_Replicator

MySQL数据复制总线是一个实时数据复制框架，用于在不同的MySQL数据库实例之间进行异步数据复制和数据变化通知。整个系统是一个由MySQL数据库集群、消息队列系统、任务管理监控平台以及ZooKeeper集群等组件共同构成的一个包含数据生产者、复制管道和数据消费者等部分的数据总线系统。

在该系统中，ZooKeeper主要负责进行一系列的分布式协调工作，在具体的实现上，根据功能将数据复制组件划分为三个核心子模块：Core、Server和Monitor，每个模块分别为一个单独的进程，通过ZooKeeper进行数据交换。每个模块均运行在服务端，运行时数据和配置信息均保存在ZooKeeper上，web控制台通过ZooKeeper上的数据获取到后台进程的数据，同时发布控制信息。

  • Core：实现了数据数据复制的核心逻辑，其将数据复制封装成管道，并抽象出生产者和消费者两个概念，其中生产者通常是MySQL数据库的Binlog日志
  • Server：负责启动和停止复制任务
  • Monitor：负责监控任务的运行状态，如果在数据复制期间发生异常或出现故障会进行警告
任务注册

Core进程在启动的时候，首先会向/mysql_replicator/tasks根节点注册任务。例如对于一个“复制热门商品”的任务，会在根节点上创建一个唯一的子节点，例如“/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item”。

任务热备份

ZooKeeper的典型应用场景——分布式协调/通知_第1张图片

“热备份”作为一种容灾策略，所有的客户端主机都会执行复制任务。每台任务主机需要将自己注册到/mysq_replicator/tasks/copy_hot_item/instances节点，注意，注册的节点应该为临时顺序节点，例如“/mysql_replicator/tasks/copyt_item/instances/[hostname]-2”。子节点创建完毕之后，判断自己是否为所有子节点中序号最小的，如果是，那么将自己的状态设置为RUNNING，若不是，设置为STANDBY，并在/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item/instances上注册一个子节点列表变更的Watcher事件。

热备切换

完成运行任务的标识后，任务的客户端机器就能够正常工作了，其中标记为RUNNING的客户端机器进行正常的数据复制，而STANDBY的客户端则进入待命状态，一旦标记为RUNNING的机器出现故障停止了任务执行，那么就需要在所有标记为STANDBY的客户端机器中再次按照“小序号优先”策略来选出RUNNING机器执行。

记录执行记录

RUNNING任务机器需要将运行时的上下文状态保留给STANDBY任务机器。在这个场景中，最主要的上下文状态就是数据复制过程中的一些进度信息，例如Binlog日志的消费位点，因此需要将这些信息保存到ZooKeeper上以便共享。这里使用RUNNING任务机器定时向这个lastCommit节点写入当前Binlog日志消费位点。

控制台协调

使用Server管理Core组件，将相关的任务信息以配置的形式写入任务节点/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item中去。

冷备切换

在该热备份方案中，针对一个任务，都至少会分配两台任务机器来进行热备份，但是在一定规模下的大型互联网公司中，往往有多个MySQL实例需要进行数据复制，每个数据库实例都会对应一个复制任务，如果任务都进行双机热备份的话，那么显然需要消耗太多的机器。

冷备份方案：与热备份最大的不同点，对所有任务进行分组。Core进程被配置了所属组。

ZooKeeper的典型应用场景——分布式协调/通知_第2张图片

举例来说，假如一个Core进程被标记了group1，那么在Core进程启动后，会获取group1节点下的所有子节点列表，假如找到想要的”copy_hot_item”节点，就会遍历这个节点下的instacnes节点，但凡还没有子节点的，则会创建一个临时顺序节点”/mysql_replicator/task_groups/group-X/copy_hot_item/instances/[hostname]-2”，如果有其它Core进程同时创建节点，按照”小序号优先策略“，将自己标记为RUNNING，注意：与热备份不同的是，其他Core进程将会自动将自己创建的子节点删除，寻找下一个Task节点。

就这样，所有Core进程在一个扫描周期内不断地对响应的Group下面的Task进行冷备份扫描。

冷/热备份对比

热备份：由于Watcher机制，能够实时相互协调，但是耗费大量的机器资源
冷备份：采用扫描机制，节省机器资源，但是降低任务协调的是实时性

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