ZooKeeper学习笔记九 ZooKeeper典型应用场景——Master选举
本文学习资源来自《从Paxos到ZooKeeper分布式一致性原理与实践》 电子工业出版社
Master选举是一个在分布式系统中非常常见的应用场景。分布式最核心的特性就是能够将具有独立计算能力的系统单元部署在不同的机器上，构成一个完整的分布式系统。而与此同时，实际场景中往往也需要在这些分布在不同机器上的独立系统单元中选出一个所谓的“老大”，在计算机科学中，称之为Master。
在分布式系统中，Master往往用来协调集群中其它系统单元，具有对分布式系统状态变更的决定权。如：在一些读写分离的应用场景中，客户端的写请求往往是由Master来处理的；而另一些场景中，Master则常常负责处理一些复杂的逻辑，并将处理结果同步给集群中其它系统单元。Master选择可以说是ZooKeeper最典型的应用场景。
示例：
主备系统，系统7*24小时对外提供服务，不能有单点故障。采用Master+Slave，集群中有一台主机和多台备机，由主机向外提供服务，备机监听主机状态，一旦主机宕机，备机必需迅速接管主机继续向外提供服务。在这个过程中，从备机选出一台作为主机，就是Master选举。
客户端一般需要监听ZooKeeper，及时获取主机变化情况。
LeaderSelectorZkClient
package zookeeper;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.I0Itec.zkclient.serialize.SerializableSerializer;
/**
* 调度器
*/
public class LeaderSelectorZkClient {
//启动的服务个数
private static final int CLIENT_QTY = 10;
//zookeeper服务器的地址
private static final String ZOOKEEPER_SERVER = "127.0.0.1:2181";
public static void main(String[] args) throws Exception {
//保存所有zkClient的列表
List clients = new ArrayList();
//保存所有服务的列表
List workServers = new ArrayList();
try {
for ( int i = 0; i < CLIENT_QTY; ++i ) { // 模拟创建10个服务器并启动
//创建zkClient
ZkClient client = new ZkClient(ZOOKEEPER_SERVER, 5000, 5000, new SerializableSerializer());
clients.add(client);
//创建serverData
RunningData runningData = new RunningData();
runningData.setCid(Long.valueOf(i));
runningData.setName("Client #" + i);
//创建服务
WorkServer workServer = new WorkServer(runningData);
workServer.setZkClient(client);
workServers.add(workServer);
workServer.start();
}
System.out.println("敲回车键退出！\n");
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)).readLine();
} finally {
System.out.println("Shutting down...");
for ( WorkServer workServer : workServers ) {
try {
workServer.stop();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
for ( ZkClient client : clients ) {
try {
client.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
} RunningData
package zookeeper;
import java.io.Serializable;
public class RunningData implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 4260577459043203630L;
private Long cid;
private String name;
public Long getCid() {
return cid;
}
public void setCid(Long cid) {
this.cid = cid;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}WorkServer
package zookeeper;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkException;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkInterruptedException;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkNoNodeException;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkNodeExistsException;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
/**
* 工作服务器
*/
public class WorkServer {
// 记录服务器状态
private volatile boolean running = false;
private ZkClient zkClient;
// Master节点对应zookeeper中的节点路径
private static final String MASTER_PATH = "/master";
// 监听Master节点删除事件
private IZkDataListener dataListener;
// 记录当前节点的基本信息
private RunningData serverData;
// 记录集群中Master节点的基本信息
private RunningData masterData;
private ScheduledExecutorService delayExector = Executors.newScheduledThreadPool(1);
private int delayTime = 5;
public WorkServer(RunningData rd) {
this.serverData = rd; // 记录服务器基本信息
this.dataListener = new IZkDataListener() {
public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
//takeMaster();
if (masterData != null && masterData.getName().equals(serverData.getName())){
// 自己就是上一轮的Master服务器，则直接抢
takeMaster();
} else {
// 否则，延迟5秒后再抢。主要是应对网络抖动，给上一轮的Master服务器优先抢占master的权利，避免不必要的数据迁移开销
delayExector.schedule(new Runnable(){
public void run(){
takeMaster();
}
}, delayTime, TimeUnit.SECONDS);
}
}
public void handleDataChange(String dataPath, Object data)
throws Exception {
}
};
}
public ZkClient getZkClient() {
return zkClient;
}
public void setZkClient(ZkClient zkClient) {
this.zkClient = zkClient;
}
// 启动服务器
public void start() throws Exception {
if (running) {
throw new Exception("server has startup...");
}
running = true;
// 订阅Master节点删除事件
zkClient.subscribeDataChanges(MASTER_PATH, dataListener);
// 争抢Master权利
takeMaster();
}
// 停止服务器
public void stop() throws Exception {
if (!running) {
throw new Exception("server has stoped");
}
running = false;
delayExector.shutdown();
// 取消Master节点事件订阅
zkClient.unsubscribeDataChanges(MASTER_PATH, dataListener);
// 释放Master权利
releaseMaster();
}
// 争抢Master
private void takeMaster() {
if (!running)
return;
try {
// 尝试创建Master临时节点
zkClient.create(MASTER_PATH, serverData, CreateMode.EPHEMERAL);
masterData = serverData;
System.out.println(serverData.getName()+" is master");
// 作为演示，我们让服务器每隔5秒释放一次Master权利
delayExector.schedule(new Runnable() {
public void run() {
if (checkMaster()){
releaseMaster();
}
}
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
} catch (ZkNodeExistsException e) { // 已被其他服务器创建了
// 读取Master节点信息
RunningData runningData = zkClient.readData(MASTER_PATH, true);
if (runningData == null) {
takeMaster(); // 没读到，读取瞬间Master节点宕机了，有机会再次争抢
} else {
masterData = runningData;
}
} catch (Exception e) {
// ignore;
}
}
// 释放Master权利
private void releaseMaster() {
if (checkMaster()) {
zkClient.delete(MASTER_PATH);
}
}
// 检测自己是否为Master
private boolean checkMaster() {
try {
RunningData eventData = zkClient.readData(MASTER_PATH);
masterData = eventData;
if (masterData.getName().equals(serverData.getName())) {
return true;
}
return false;
} catch (ZkNoNodeException e) {
return false; // 节点不存在，自己肯定不是Master了
} catch (ZkInterruptedException e) {
return checkMaster();
} catch (ZkException e) {
return false;
}
}
}代码来源于：
https://segmentfault.com/a/1190000012185322