Doubble + Zookeeper (认知)

之前讲到 eureka 可能有些同学 对这个没有了解那么 在这章做补充说明

1.Zookeeper:分布式应用程序的分布式协调服务

ZooKeeper是用于分布式应用程序的分布式,开放源代码协调服务。它公开了一组简单的原语,分布式应用程序可以基于这些原语来实现用于同步,配置维护以及
组和命名的更高级别的服务。他的设计易于编程,并使用了按照文件系统熟悉的目录数结构样式设置的数据模型。它以我们的java运行,并且具有java和c的绑定.
	在我们的服务设计中,协调服务很难做到。他们特别容易出现诸如比赛条件和死锁之类的错误。ZooKeeper背后的动机是减轻分布式应用程序从头开始实施协
调服务的责任.
	ZooKeeper允许分布式进程通过分享的分层命名空间相互协调,该命名空间的组织方式类似于标准文件系统。命名空间由数据寄存器(在ZooKeeper中
称为znodes)组成,他们类似于文件和目录。与设计用于存储的典型文件系统不同。ZooKeeper数据保留在内存中,这意味着ZooKeeper可以实现(高吞
吐量)和(低延迟数).
ZooKeeper实施对高性能,高可用性,严格有序访问加以重视。ZooKeeper的性能方面意味着它可以在大型的分布式系统中使用.可靠性方面使它不会成为单
点故障。严格排序意味着可以在客户端上实现复杂的同步原语.
ZooKeeper已复制.像它协调的分布式进程一样,ZooKeeper本身也可以在称为集合的一组主机上进行复制.

Doubble + Zookeeper (认知)_第1张图片

组成ZooKeeper服务的服务器都必须彼此了解。他们维护内存的状态图像,以及持久存储中的事物日志和快照。只要大多数服务器可用,ZooKeeper服务将可用.
客户端连接到单个ZooKeeper服务器。客户端维护一个TCP连接,通过它发送请求,获取响应,获取监视事件并发送心跳.如果与服务器的TCP断开,则客户端将连
接到其他服务器.

ZooKeeper用一个反应所有ZooKeeper事务顺序的数字标记每个更新.后续操作可以使用该命令来实现高级别的抽象。
ZooKeeper在“读取为主”的工作负载中,它特别快.ZooKeeper应用程序可以在数千台计算机上运行,并且在读取比写入更为常见的情况下,其性能更佳,比例约为10:1;

数据模型和分层名称空间

ZooKeeper提供的名称空间与标准文件系统的名称空间非常相似.名称是由斜杠(/)分割的一系列路径元素.ZooKeeper名称空间中的每个节点都由路径标识.
ZooKeeper的层次命名空间
Doubble + Zookeeper (认知)_第2张图片

节点和短暂节点

与标准文件系统不同,ZooKeeper命名空间中的每个节点都可以具有与其关联的数据以及节点.就像拥有一个文件系统一样,该文件系统也允许文件成为目录。(ZooKeeper旨在存储协调数据:状态信息,配置,位置信息等,因此存储在每个节点上的数据通常很小,在字节到千字节范围内.)我们使用术语znode来明确表示在谈论ZooKeeper数据节点.
Znodes维护一个统计数据结构,其中包括用于数据更改,ACL更改和时间戳的版本号,以允许进行缓存验证和协调更新.znode的数据每次更改时,版本号都会增加.例如,每当客户端检索数据时,它也接收数据的版本.
原子地读取和写入存储在名称空间中每个znode上的数据。读取将获取与znode关联的所有数据字节,而写入将替换所有数据。每个节点都有一个访问控制列表(ACL),用于限制谁可以执行操作。

ZooKeeper还具有短暂节点的概念。只要创建znode的会话处于活动状态,这些znode就会存在。会话结束时,将删除znode。当您想实现[tbd]时,临时节点非常有用。

ZooKeeper支持监视的概念。客户端可以在znode上设置监视。znode更改时,将触发并删除监视。触发监视后,客户端会收到一个数据包,说明znode已更改。如果客户端与其中一个ZooKeeper服务器之间的连接断开,则客户端将收到本地通知。这些可以用于[tbd]。

ZooKeeper非常快速且非常简单。但是,由于其目标是作为构建更复杂的服务(例如同步)的基础,因此它提供了一组保证。这些是:

  • 顺序一致性-来自客户端的更新将按照其发送顺序进行应用。
  • 原子性-更新成功或失败。没有部分结果。
  • 单个系统映像-无论客户端连接到哪个服务器,客户端都将看到相同的服务视图。
  • 可靠性-应用更新后,此更新将一直持续到客户端覆盖更新为止。
  • 及时性-确保系统的客户视图在特定时间范围内是最新的。

ZooKeeper的设计目标之一是提供一个非常简单的编程界面。因此,它仅支持以下操作:

  • create:在树中的某个位置创建一个节点
  • delete:删除节点
  • 存在:测试某个位置是否存在节点
  • 获取数据:从节点读取数据
  • 设置数据:将数据写入节点
  • 获取子节点:获取节点子节点的列表
  • sync:等待数据传播
    复制的数据库是包含整个数据树的内存数据库。将更新记录到磁盘以确保可恢复性,并且将写入操作序列化到磁盘之后再将其应用于内存数据库。

每个ZooKeeper服务器都为客户端提供服务。客户端仅连接到一台服务器即可提交请求。读取请求从每个服务器数据库的本地副本提供服务。更改服务状态的请求(写请求)由协议协议处理。

作为协议协议的一部分,来自客户端的所有写请求都被转发到称为领导者的单个服务器。其余的ZooKeeper服务器(称为跟随者)从领导者接收消息建议并同意消息传递。消息传递层负责替换出现故障的领导者,并将跟随者与领导者同步。

ZooKeeper使用自定义的原子消息传递协议。由于消息传递层是原子层,因此ZooKeeper可以确保本地副本永远不会发散。当领导者收到写请求时,它将计算要应用写操作时系统的状态,并将其转换为捕获该新状态的事务。

用途

ZooKeeper的编程接口刻意简单。但是,有了它,您可以实现更高阶的操作,例如同步原语,组成员资格,所有权等。

性能

快照已写入OS驱动器。写请求是1K写,读是1K读。“服务器”指示ZooKeeper集合的大小,以及构成该服务的服务器的数量。大约还有30台其他服务器用于模拟客户端。ZooKeeper集成配置为使得领导者不允许来自客户端的连接。

可靠性

如果关注者失败并迅速恢复,则ZooKeeper能够在失败的情况下维持高吞吐量。但是,也许更重要的是,领导者选举算法允许系统恢复得足够快,以防止吞吐量大幅下降。根据我们的观察,ZooKeeper只需不到200毫秒即可选出新的领导者。第三,随着关注者的恢复,ZooKeeper能够在开始处理请求后再次提高吞吐量。

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