Zookeeper 应用入门

Zookeeper 应用入门

Zookeeper 是一个开源的分布式协调服务，由雅虎公司创建，由于最初雅虎公司的内部研究小组的项目大多以动物的名字命名，所以后来就以 Zookeeper(动物管理员)来命名了，而就是由 Zookeeper 来负责这些分布式组件环境的协调工作，为了解决分布式环境下数据一致性的问题。

一：数据节点 Znode

Zookeeper 中存储数据内容这个数据节点就叫做 Znode，他是一个树形结构，比如/a/b/c ，又分为持久节点、临时节点、顺序节点三大类。

• 持久节点：只要被创建，除非主动移除，否则都应该一直保存在 Zookeeper 中
• 临时节点：他的生命周期和客户端 Session 会话一样，会话失效，那么临时节点就会被移除，而且不能有子节点
• 顺序节点：子节点的名称还具有有序性
  • 临时顺序节点
  • 持久顺序节点

节点除了存储数据内容以外，还存储了数据节点本身的一些状态信息，通过get命令可以获得状态信息的详细内容

每个数据节点都有三类版本信息，对数据节点任何更新操作都会引起版本号的变化，，version属性就是用来实现乐观锁机制的“写入校验”，保证分布式数据的原子性。

二 ：watcher机制

提供了分布式数据的发布/订阅功能，zookeeper允许客户端向服务端注册一个watcher监听，当服务端的一些指定事件触发了watcher，那么服务端就会向客户端发送一个事件通知。

• get [-s] [-w] path：监听指定path节点的修改和删除事件。同样该事件也是一次性触发

• ls [-s] [-w] [-R] path ： 监控指定path的子节点的添加和删除事件。

• stat [-w] path：作用和get完全相同。

• addWatch [-m mode] path
  addWatch的作用是针对指定节点添加事件监听，支持两种模式

  • PERSISTENT，持久化订阅，针对当前节点的修改和删除事件，以及当前节点的子节点的删除和新增事件
  • PERSISTENT_RECURSIVE，持久化递归订阅，在PERSISTENT的基础上，增加了子节点修改的事件触发，以及子节点的子节点的数据变化都会触发相关事件（满足递归订阅特性）

watcher主要流程：

• 客户端向服务端注册 Wather 监听；
• 保存 Wather 对象到客户端本地的 WatherManager 中；
• 服务端 Wather 事件触发后，客户端收到服务端通知，从 WatherManager 中取出对应 Wather 对象执行回调逻辑。

特点：

• 一次性的，就是说一旦触发了一次事件监听，Zookeeper 就会将它从存储中移除后续的事件都不会响应
• 轻量，Wather 通知的单位是 WathedEvent，只包含通知状态、事件类型和节点路径，不包含具体的事件内容，具体内容需要客户端主动去重新获取数据
• 客户端串行，客户端的 Wather 回调处理是串行同步的过程，不要因为一个 Wather 的逻辑阻塞整个客户端

当然我们可以通过重复订阅来解决

三：Session会话机制

会话自然就是指 Zookeeper 客户端和服务端之间的通信，他们使用 TCP 长连接的方式保持通信，通常，肯定会有心跳检测的机制，同时他可以接受来自服务器的 Watch 事件通知

四：权限控制 ACL

Zookeeper 使用 ACL 来进行权限的控制，ACL权限控制，使用： scheme:id:perm 来标识。

• Scheme（权限模式），标识授权策略
• ID（授权对象）
• Permission：授予的权限

4.1、Scheme权限模式

所谓权限模式，就是使用什么样的方式来进行授权：

• world：默认方式，相当于全部都能访问。
• auth：代表已经认证通过的用户(cli中可以通过addauth digest user:pwd 来添加当前上下文中的授权用户)
• digest：即用户名:密码这种方式认证，这也是业务系统中最常用的。
• ip：通过ip地址来做权限控制，比如 ip:192.168.1.1 表示权限控制都是针对这个ip地址的。也可以针对网段 ip:192.168.1.1/24。

4.2、ID授权对象
指权限赋予的用户或一个指定的实体，不同的权限模式下，授权对象不同

Id ipId1 = new Id("ip", "192.168.190.1");
Id ANYONE_ID_UNSAFE = new Id("world", "anyone");

Permission权限类型包含以下 5 种：

• CREATE，创建子节点权限
• DELETE，删除子节点权限
• READ，获取节点数据和子节点列表权限
• WRITE，更新节点权限
• ADMIN，设置节点 ACL 权限

ACL相关的命令如下：

getAcl getAcl <path> 读取ACL权限
setAcl setAcl <path> <acl> 设置ACL权限
addauth addauth <scheme> <auth> 添加认证用户

五：基于Java操作Zookeeper-Curator

• zookeeper 原生API
• zkClient -> Zookeeper API 的封装
• Apache Curator -> Zookeeper API 的封装

是Apache 对Zookeeper API 的封装，java开发优先使用Curator来操作。

六：应用场景

• 命名服务 Name Service，依赖 Zookeeper 可以生成全局唯一的节点 ID，来对分布式系统中的资源进行管理。
• 分布式协调，这是 Zookeeper 的核心使用了。利用 Wather 的监听机制，一个系统的某个节点状态发生改变，另外系统可以得到通知。
• Master 选举，利用 Zookeeper 节点的全局唯一性，同时只有一个客户端能够创建成功的特点，可以作为 Master 选举使用，创建成功的则作为 Master。
• 分布式锁，利用 Zookeeper 创建临时顺序节点的特性。
• 集群管理，分布式集群中状态的监控和管理，使用 Zookeeper 来存储。