Zookeeper--客户端架构、会话创建过程

客户端架构

Zookeeper的客户端主要由以下几个核心组件组成：

• Zookeeper实例：客户端的入口
• ClientWatchManager：客户端Watcher管理器
• HostProvider：客户端地址列表管理器
• ClientCnxn：客户端核心线程，其内部又包含两个线程，即SendThread和EventThread。前者是一个IO线程，主要负责Zookeeper客户端和服务端之间的网络IO通信；后者是一个事件线程，主要负责对服务端事件进行处理。
  

会话创建过程

初始化阶段：

1. 初始化Zookeeper对象
   通过调用ZooKeeper的构造方法来实例化一个ZooKeeper对象,在初始化过程中，会创建一个客户端的Watcher管理器: ClientWatchManager。

2. 设置会话默认Watcher
   如果在构造方法中传入了一个Watcher 对象，那么客户端会将这个对象作为默认Watcher保存在ClientWat chManager中。

3. 构造Zookeeper服务器地址列表管理器：
   对于构造方法中传入的服务器地址，客户端会将其存放在服务器地址列表管理器HostProvider中。

4. 创建并初始化客户端网络连接器：ClientCnxn
   ZooKeeper客户端首先会创建一个网络连接器ClientCnxn,用来管理客户端与服务器的网络交互。另外，客户端在创建ClientCnxn的同时，还会初始化客户端两个核心队列outgoingQueue和pendingQueue，分别作为客户端的请求发送队列和服务端响应的等待队列。

5. 初始化SendThread和EventThread
   客户端会创建两个核心网络线程SendThread和EventThread,前者用于管理客户端和服务端之间的所有网络I/O，后者则用于进行客户端的事件处理。同时，客户端还会将ClientCnxnSocket分配给SendThread作为底层网络I/O处理器，并初始化EventThread的待处理事件队列waitingEvents，用于存放所有等待被客户端处理的事件。

会话创建阶段：

6. 启动SendThread和EventThread
   SendThread首先会判断当前客户端的状态，进行一系列清理性工作，为客户端发送“会话创建”请求做准备。

7. 获取一个服务地址
   在开始创建TCP连接之前,SendThread首先需要获取一个ZooKeeper服务器的目标地址，这通常是从HostProvider 中随机获取出一个地址，然后委托给Cl ientCnxnSocket去创建与ZooKeeper服务器之间的TCP连接。

8. 创建TCP连接
   获取到一个服务器地址后，ClientCnxnSocket 负责和服务器创建一个TCP长连接。

9. 构造ConnectRequest请求
   在TCP连接创建完毕后，是否就说明已经和ZooKeeper服务器完成连接了呢?其实不然，步骤8只是纯粹地从网络TCP层面完成了客户端与服务端之间的Socket连接，但远未完成ZooKeeper客户端的会话创建。
   SendThread会负责根据当前客户端的实际设置，构造出一个ConnectRequest请求，该请求代表了客户端试图与服务器创建一个会话。同时，ZooKeeper 客户端还会进–步将该请求包装成网络I/O层的Packet对象，放入请求发送队列outgoingQueue中去。

10. 发送请求
    当客户端请求准备完毕后，就可以开始向服务端发送请求了。ClientCnxnSocket 负责从outgoingQueue中取出一个待发送的Packet对象,将其序列化成ByteBuffer后，向服务端进行发送。

相应处理阶段：

11. 接收服务端相应
    ClientCnxnSocket接收到服务端的响应后，会首先判断当前的客户端状态是:否是“已初始化”，如果尚未完成初始化，那么就认为该响应–定是会话创建请求的响应，直接交由readConnectResult方法来处理该响应。

12. 处理Response
    ClientCnxnSocket会对接收到的服务端响应进行反序列化，得到ConnectResponse对象，并从中获取到ZooKeeper服务端分配的会话sessionId。

13. 连接成功
    连接成功后，一方面需要通知SendThread线程，进一步对客户端进行会话参数的设置，包括readTimeout和connectTimeout等，并更新客户端状态;另一方面，需要通知地址管理器HostProvider当前成功连接的服务器地址。

14. 生成事件：SyncConnected-None
    为了能够让上层应用感知到会话的成功创建，SendThread会生成一个事件SyncConnected-None，代表客户端与服务器会话创建成功，并将该事件传递给EventThread线程。

15. 查询Watcher
    EventThread线程收到事件后，会从ClientWatchManager管理器中查询出对应的Watcher，针对SyncConnected-None事件，那么就直接找出步骤2中存储的默认Watcher, 然后将其放到EventThread的waitingEvents队列中去。

16. 处理事件
    EventThread不断地从waitingEvents队列中取出待处理的Watcher 对象，然后直接调用该对象的process接口方法，以达到触发Watcher的目的。