Java整合Zookeeper实战

ZooKeeper应用的开发主要通过Java客户端API去连接和操作ZooKeeper集群。可供选择的Java客户端API有：

• ZooKeeper官方的Java客户端API。

• 第三方的Java客户端API，比如Curator。

ZooKeeper官方API功能比较简单，在实际开发过程中比较笨重，一般不推荐使用。 本文主要介绍Curator。

Curator开源客户端

Curator是Netflix公司开源的一套ZooKeeper客户端框架，和ZkClient一样它解决了非常底层的细节开发工作，包括连接、重连、反复注册Watcher的问题以及NodeExistsException 异常等。

Curator是Apache基金会的顶级项目之一，Curator具有更加完善的文档，另外还提供了一套易用性和可读性更强的Fluent风格的客户端API框架。

Curator还为ZooKeeper客户端框架提供了一些比较普遍的、开箱即用的、分布式开发用的解决方案，例如Recipe、共享锁服务、Master选举机制和分布式计算器等，帮助开发者避免了“重复造轮子”的无效开发工作。

引入依赖

    org.apache.zookeeper
    zookeeper
    3.8.0




    org.apache.curator
    curator-recipes
    5.1.0
    
        
            org.apache.zookeeper
            zookeeper
        
    

Curator 包含了几个包：

curator-framework是对ZooKeeper的底层API的一些封装。

curator-client提供了一些客户端的操作，例如重试策略等。

curator-recipes封装了一些高级特性，如：Cache事件监听、选举、分布式锁、分布式计数器、分布式Barrier等。

注意：版本号要和zk的版本对应上，本示例使用zk版本号是3.5.8

创建客户端实例

在使用curator-framework包操作ZooKeeper前，首先要创建一个客户端实例。这是一个 CuratorFramework类型的对象，有两种方法：

• 使用工厂类CuratorFrameworkFactory的静态newClient()方法。

//创建连接实例
private CuratorFramework client = null;
// 重试策略 baseSleepTimeMs：初始的重试等待时间  maxRetries：最多重试次数
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
//创建客户端实例
client = CuratorFrameworkFactory.newClient(CONNECT_STR, retryPolicy);
//启动客户端
client.start();

• 使用工厂类CuratorFrameworkFactory的静态builder构造者方法。

  RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 6);
  client = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString(CONNECT_STR)
          .retryPolicy(retryPolicy)
          .sessionTimeoutMs(sessionTimeoutMs)
          .connectionTimeoutMs(connectionTimeoutMs)
          .build();
  client.getConnectionStateListenable().addListener((client, newState) -> {
      if (newState == ConnectionState.CONNECTED) {
          log.info("连接成功！");
      }
  
  });
  
  client.start();
  

参数说明：

connectionString：服务器地址列表，如果是多个地址，那么每个服务器地址列表用逗号分隔。

retryPolicy：重试策略，当客户端异常退出或者与服务端失去连接的时候，可以通过设置客户端重新连接 ZooKeeper 服务端。而 Curator 提供了 一次重试、多次重试等不同种类的实现方式。在 Curator 内部，可以通过判断服务器返回的 keeperException 的状态代码来判断是否进行重试处理，如果返回的是 OK 表示一切操作都没有问题，而 SYSTEMERROR 表示系统或服务端错误。

策略名称	描述
ExponentialBackoffRetry	重试一组次数，重试之间的睡眠时间增加
RetryNTimes	重试最大次数
RetryOneTime	只重试一次
RetryUntilElapsed	在给定的时间结束之前重试

超时时间：Curator 客户端创建过程中，有两个超时时间的设置。一个是 sessionTimeoutMs 会话超时时间，用来设置该条会话在 ZooKeeper 服务端的失效时间。另一个是 connectionTimeoutMs 客户端创建会话的超时时间，用来限制客户端发起一个会话连接到接收 ZooKeeper 服务端应答的时间。sessionTimeoutMs 作用在服务端，而 connectionTimeoutMs 作用在客户端。

创建节点

//创建永久节点
client.create().forPath("/curator","curator data".getBytes());

//创建永久有序节点
client.create().withMode(CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL).forPath("/curator_sequential","/curator_sequential data".getBytes());

//创建临时节点
client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
        .forPath("/curator/ephemeral","/curator/ephemeral data".getBytes());

//创建临时有序节点
client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL)
        .forPath("/curator/ephemeral_path1","/curator/ephemeral_path1 data".getBytes());

//创建带层级结构的节点
String path = client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath("/node-parent/sub-node");

在 Curator 中，可以使用 create 函数创建数据节点，并通过 withMode 函数指定节点类型（持久化节点，临时节点，顺序节点，临时顺序节点，持久化顺序节点等），默认是持久化节点，之后调用 forPath 函数来指定节点的路径和数据信息。

检测节点是否存在

Stat stat1 = client.checkExists().forPath("/curator");
Stat stat2 = client.checkExists().forPath("/curator2");

列出子节点

String pathWithParent = "/node-parent";
List<String> nodes = client.getChildren().forPath(pathWithParent);
nodes.forEach( i-> log.info("node:{}",i));

获取数据

byte[] bytes = client.getData().forPath("/curator");

更新节点

通过客户端实例的 setData() 方法更新 ZooKeeper 服务上的数据节点

client.setData().forPath("/curator", "changed!".getBytes());

删除节点

String pathWithParent = "/node-parent";
client.delete().guaranteed().deletingChildrenIfNeeded().forPath(pathWithParent);

guaranteed：主要起到一个保障删除成功的作用，其底层工作方式是：只要该客户端的会话有效，就会在后台持续发起删除请求，直到该数据节点在 ZooKeeper 服务端被删除。

deletingChildrenIfNeeded：在删除该数据节点的时候会以递归的方式直接删除其子节点，以及子节点的子节点。

异步接口

Curator 引入了BackgroundCallback 接口，用来处理服务器端返回来的信息，这个处理过程是在异步线程中调用，默认在 EventThread 中调用，也可以自定义线程池。

BackgroundCallback callback = new BackgroundCallback() {

    @Override
    public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event)
            throws Exception {

        KeeperException.Code code = KeeperException.Code.get(event.getResultCode());

        log.info("path:{},data:{}" , event.getPath());


    }
};


client.setData().inBackground(callback).forPath(ZK_NODE,"/curator modified data with Callback".getBytes());


//为了防止单元测试结束从而看不到异步执行结果
Thread.sleep(20000);

第二种监听方式：

    String ZK_NODE="/node-parent";
    //创建监听器
    CuratorListener listener = new CuratorListener() {

        @Override
        public void eventReceived(CuratorFramework client, CuratorEvent event)
                throws Exception {
            log.info("path:{}" , event.getPath());
        }
    };

    //添加监听器
    client.getCuratorListenable().addListener(listener);

    //异步设置某个节点数据
    client.setData().inBackground((client, event) -> {
        log.info(" background: {}", event);
    }).forPath(ZK_NODE,"data".getBytes());
}

指定线程池：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
String ZK_NODE="/node-parent";
client.setData().inBackground((client, event) -> {
    log.info(" background: {}", event);
},executorService).forPath(ZK_NODE,"test".getBytes());