Zookeeper

参考文章

是什么

• 是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务。
• 是集群的管理者，监视着集群中各个节点的状态。根据节点提交的反馈进行下一步合理的操作。
• 最终，将简单易用的接口和性能高效，功能稳定的系统提供给用户

提供了什么

• 文件系统
• 通知机制

文件系统

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• 每个子目录项如 App1都被成为znode
• 和文件系统一样，能够自由的增加 删除znode
• znode可以存储数据

有四种类型的znode

• 持久化目录节点 PERSISTENT
  • 客户端与zookeeper断开连接后，该节点依然存在
• 持久化顺序目录节点 PERSISTENT_SEQUENTIAL
  • 断开后，该节点依然存在，只是zookeeper给该节点名称进行顺序编号
• 临时目录节点 ephemeral
  • 断开连接后，节点被删除
• 临时顺序编号目录节点
  • 断开后，节点删除。c创建的节点会自动按顺序编号

通知机制

客户端注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化时，zookeeper会通知客户端。

Watch

• 一个watch事件是一个一次性的触发器。
• watcher event异步发送。可能会存在，由于网络延迟或其他因素导致，客户端在不同的情况下收到监听事件。

能做什么

• 命名服务
• 配置管理
• 集群管理
• 分布式锁
• 队列管理

命名服务

在zookeeper文件系统里创建一个目录，即有统一的path

配置管理

如果程序分布在多台机器上，逐个配置很麻烦。全部放到zookeeper上，然后监听某个目录节点，一旦配置信息发生变化，每个程序都会收到通知。
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集群管理

主要是两点

• 机器的加入和退出

• 选举master
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• 所有机器约定在group下创建临时目录节点，然后监听

• 当有机器挂掉，该机器与zookeeper断开，该节点被删除，其他机器都可以接到通知

• 当有机器加入，也会收到通知。默认选取编号最小的机器作为master

分布式锁

分为两类

1. 将znode看做一把锁，通过createznode方式实现，所有客户端都去创建/pre_lock节点，谁成功创建，谁获得锁.
2. /pre_lock预先存在，所有客户端在它下面创建临时顺序目录节点，编号最小的获得锁。

工作原理

zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个server之间的同步。实现这个机制的协议叫zab协议（ZooKeeper Atomic Broadcast ）

zab协议有两种模式：

• 恢复模式（选主）
• 广播模式 （同步）

恢复模式

• 当服务启动或者领导者崩溃后，zab进入恢复模式
• 当领导被选举出来，且大多数server完成了同步，恢复模式结束

为了保证事物顺序一致性：

zookeeper采用了递增的事物id号 64位

选主流程

zk的选举有两种 一种是基于basic paxos实现的，另外一种是fast paxos实现的,默认是fast

fast paxos

某server首先向所有的server提议自己要成为leader，其他server收到之后，解决apoch和zxid的冲突，并接受对方建议，然后向对方发送完成的信息。

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同步流程

选完leader之后，zk就进入同步流程

1. leader等待server连接
2. Follow连接leader，将最大的zxid发送给leader
3. leader根据zxid确定同步点
4. 完成同步之后通知follower，已经成为uptodate状态
5. follower收到uptodate消息后，又可以重新接收client的请求进行服务了。

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