【Zookeeper系列三】ZooKeeper Java API使用

ZooKeeper提供了Java和C的binding. 本文关注Java相关的API.

1 准备工作

拷贝ZooKeeper安装目录下的zookeeper.x.x.x.jar文件到项目的classpath路径下.

2 创建连接和回调接口

首先需要创建ZooKeeper对象, 后续的一切操作都是基于该对象进行的.

ZooKeeper(String connectString, int sessionTimeout, Watcher watcher) throws IOException

以下为各个参数的详细说明：

1. connectString：zookeeper server列表, 以逗号隔开. ZooKeeper对象初始化后, 将从server列表中选择一个server, 并尝试与其建立连接. 如果连接建立失败, 则会从列表的剩余项中选择一个server, 并再次尝试建立连接.

2. sessionTimeout：指定连接的超时时间.

3. watcher：事件回调接口.

注意, 创建ZooKeeper对象时, 只要对象完成初始化便立刻返回. 建立连接是以异步的形式进行的, 当连接成功建立后, 会回调watcher的process方法. 如果想要同步建立与server的连接, 需要自己进一步封装.

public class ZKConnection {
    /** * server列表, 以逗号分割 */
    protected String hosts = "localhost:4180,localhost:4181,localhost:4182";
    /** * 连接的超时时间, 毫秒 */
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 5000;
    private CountDownLatch connectedSignal = new CountDownLatch(1);
    protected ZooKeeper zk;

    /** * 连接zookeeper server */
    public void connect() throws Exception {
        zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, new ConnWatcher());
        // 等待连接完成
        connectedSignal.await();
    }

    public class ConnWatcher implements Watcher {
        public void process(WatchedEvent event) {
            // 连接建立, 回调process接口时, 其event.getState()为KeeperState.SyncConnected
            if (event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {
                // 放开闸门, wait在connect方法上的线程将被唤醒
                connectedSignal.countDown();
            }
        }
    }
}

3 创建znode

ZooKeeper对象的create方法用于创建znode.

String create(String path, byte[] data, List acl, CreateMode createMode);

以下为各个参数的详细说明：

1. path：znode的路径.
2. data：与znode关联的数据.
3. acl：指定权限信息, 如果不想指定权限, 可以传入Ids.OPEN_ACL_UNSAFE.
4. createMode：指定znode类型. CreateMode是一个枚举类, 从中选择一个成员传入即可；

/** * 创建临时节点 */
public void create(String nodePath, byte[] data) throws Exception { zk.create(nodePath, data, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
}

4 获取子node列表

ZooKeeper对象的getChildren方法用于获取子node列表.

List getChildren(String path, boolean watch);

watch参数用于指定是否监听path node的子node的增加和删除事件, 以及path node本身的删除事件.

5 判断znode是否存在

ZooKeeper对象的exists方法用于判断指定znode是否存在.

Stat exists(String path, boolean watch);

watch参数用于指定是否监听path node的创建, 删除事件, 以及数据更新事件. 如果该node存在, 则返回该node的状态信息, 否则返回null.

6 获取node中关联的数据

ZooKeeper对象的getData方法用于获取node关联的数据.

byte[] getData(String path, boolean watch, Stat stat);

1. watch参数用于指定是否监听path node的删除事件, 以及数据更新事件, 注意, 不监听path node的创建事件, 因为如果path node不存在, 该方法将抛出KeeperException.NoNodeException异常.
2. stat参数是个传出参数, getData方法会将path node的状态信息设置到该参数中.

7 更新node中关联的数据

ZooKeeper对象的setData方法用于更新node关联的数据.

Stat setData(final String path, byte data[], int version);

1. data为待更新的数据.
2. version参数指定要更新的数据的版本, 如果version和真实的版本不同, 更新操作将失败. 指定version为-1则忽略版本检查.
3. 返回path node的状态信息.

8 删除znode

ZooKeeper对象的delete方法用于删除znode.

void delete(final String path, int version);

9 其余接口

请查看ZooKeeper对象的API文档.

10 代码实例

public class JavaApiSample implements Watcher {

    private static final int SESSION_TIMEOUT = 10000;
    // private static final String CONNECTION_STRING = "test.zookeeper.connection_string:2181";
    private static final String CONNECTION_STRING = "127.0.0.1:2180,127.0.0.1:2181,127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183";
    private static final String ZK_PATH = "/nileader";
    private ZooKeeper zk = null;

    private CountDownLatch connectedSemaphore = new CountDownLatch(1);

    /** * 创建ZK连接 * * @param connectString ZK服务器地址列表 * @param sessionTimeout Session超时时间 */
    public void createConnection(String connectString, int sessionTimeout) {
        this.releaseConnection();
        try {
            zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, this);
            connectedSemaphore.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("连接创建失败，发生 InterruptedException");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("连接创建失败，发生 IOException");
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /** * 关闭ZK连接 */
    public void releaseConnection() {
        if (null != this.zk) {
            try {
                this.zk.close();
            } catch (InterruptedException e) {
                // ignore
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /** * 创建节点 * * @param path 节点path * @param data 初始数据内容 * @return */
    public boolean createPath(String path, String data) {
        try {
            System.out.println("节点创建成功, Path: "
                    + this.zk.create(path, //
                    data.getBytes(), //
                    ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, //
                    CreateMode.EPHEMERAL)
                    + ", content: " + data);
        } catch (KeeperException e) {
            System.out.println("节点创建失败，发生KeeperException");
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("节点创建失败，发生 InterruptedException");
            e.printStackTrace();
        }
        return true;
    }

    /** * 读取指定节点数据内容 * * @param path 节点path * @return */
    public String readData(String path) {
        try {
            System.out.println("获取数据成功，path：" + path);
            return new String(this.zk.getData(path, false, null));
        } catch (KeeperException e) {
            System.out.println("读取数据失败，发生KeeperException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
            return "";
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("读取数据失败，发生 InterruptedException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }

    /** * 更新指定节点数据内容 * * @param path 节点path * @param data 数据内容 * @return */
    public boolean writeData(String path, String data) {
        try {
            System.out.println("更新数据成功，path：" + path + ", stat: " +
                    this.zk.setData(path, data.getBytes(), -1));
        } catch (KeeperException e) {
            System.out.println("更新数据失败，发生KeeperException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("更新数据失败，发生 InterruptedException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

    /** * 删除指定节点 * * @param path 节点path */
    public void deleteNode(String path) {
        try {
            this.zk.delete(path, -1);
            System.out.println("删除节点成功，path：" + path);
        } catch (KeeperException e) {
            System.out.println("删除节点失败，发生KeeperException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("删除节点失败，发生 InterruptedException，path: " + path);
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        JavaApiSample sample = new JavaApiSample();
        sample.createConnection(CONNECTION_STRING, SESSION_TIMEOUT);
        if (sample.createPath(ZK_PATH, "我是节点初始内容")) {
            System.out.println();
            System.out.println("数据内容: " + sample.readData(ZK_PATH) + "\n");
            sample.writeData(ZK_PATH, "更新后的数据");
            System.out.println("数据内容: " + sample.readData(ZK_PATH) + "\n");
            sample.deleteNode(ZK_PATH);
        }

        sample.releaseConnection();
    }

    /** * 收到来自Server的Watcher通知后的处理。 */
    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
        System.out.println("收到事件通知：" + event.getState() + "\n");
        if (Event.KeeperState.SyncConnected == event.getState()) {
            connectedSemaphore.countDown();
        }

    }

}

11 需要注意的几个地方

1. znode中关联的数据不能超过1M. zookeeper的使命是分布式协作, 而不是数据存储.
2. getChildren, getData, exists方法可指定是否监听相应的事件. 而create, delete, setData方法则会触发相应的事件的发生.
3. 以上介绍的几个方法大多存在其异步的重载方法, 具体请查看API说明.