客戶端

znode 可能含有數(shù)據(jù)，也可能沒(méi)有。如果 znode 包含數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為字節(jié)數(shù)組(byte array)。字節(jié)數(shù)組的具體格式特定于每個(gè)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，ZooKeeper 不直接 提供解析支持。不過(guò)一般情況下，以 UTF-8 或 ASCII 編碼的字符串就已經(jīng)夠用了。

API 概述

ZooKeeper 的 API 可以抽象成以下方法：

create /path data

創(chuàng)建一個(gè)名為 /path 的 znode 節(jié)點(diǎn)，并包含數(shù)據(jù) data

delete /path

刪除名為 /path 的 znode

exists /path

檢查是否存在名為 /path 的節(jié)點(diǎn)

setData /path data

設(shè)置名為 /path 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)為 data

getData /path

返回名為 /path 節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)列表

需要注意的是，ZooKepper 并不允許局部寫入或讀取 znode 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)置一個(gè) znode 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)或讀取時(shí)，znode 節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容會(huì)被整個(gè)替換或者全部讀取。

zkCli.sh

ZooKeeper 安裝包提供了客戶端工具 zkCli.sh(zkCli.cmd)方便我們學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn) API 接口，該工具位于 bin 目錄下，啟動(dòng)命令格式為：

bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181,127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183

后面一段“127.0.0.1:2181,127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183”是 ZooKeeper 集群的 IP 和端口組成的字符串，客戶端會(huì)以隨機(jī)順序連接到服務(wù)器中。連接上集群后，如下圖顯示：

zkCli 連接成功

其中 0x15a0d2841340001 是本次 session 的 id。

這兒簡(jiǎn)單的演示臨時(shí)節(jié)點(diǎn)和監(jiān)視點(diǎn)特性：

同時(shí)開兩個(gè) zkCli 分別為 A，B；

A 連接至 127.0.0.1:2181

A連接到 ZooKeeper 集群

B 連接至 127.0.0.1:2182。

B連接到 ZooKeeper 集群

A 創(chuàng)建臨時(shí)節(jié)點(diǎn)：create -e /temp_a "temp a znode"

A 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)

B 查看節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)：get /temp_a true

B 查看節(jié)點(diǎn)

A 關(guān)閉模擬客戶端崩潰。

A 創(chuàng)建的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)被刪除

A 關(guān)閉連接

因?yàn)楸O(jiān)視點(diǎn)的設(shè)置，B 收到 /temp_a 刪除通知

B 收到刪除通知

開源客戶端庫(kù)

zkCli 只適合學(xué)習(xí)和試驗(yàn) ZooKeeper 集群，如果我們需要利用 ZooKeeper 實(shí)際開發(fā)分布式協(xié)同任務(wù)的系統(tǒng)時(shí)，可以使用 ZooKeeper 自帶的客戶端庫(kù)。不過(guò)這些 jar 包只提供基本的阻塞和非阻塞 API 接口，需要開發(fā)人員自己實(shí)現(xiàn)類似會(huì)話超時(shí)重連，重復(fù)設(shè)置監(jiān)視點(diǎn)等功能。除了 ZooKeeper 自帶的客戶端包，還可以使用以下客戶端模塊。

zkClient

zkClient 是 Github 上一個(gè)開源的 ZooKeeper 客戶端，是由 Datameer的工程師 Stefan Groschupf 和 Peter Voss 一起開發(fā)的。zkClient 在原生 API 上進(jìn)行封裝，是一個(gè)更簡(jiǎn)單易用的 ZooKeeper 客戶端。同時(shí)，zkClient 在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了諸如 session 超時(shí)重練，Watcher 反復(fù)注冊(cè)等功能，使這些繁瑣復(fù)雜的功能對(duì)開發(fā)人員透明。

Curator

Curator 是 Netflix 公司開源的一套 ZooKeeper 客戶端框架，和 zkClient 一樣，Curator 解決了很多 ZooKeeper 客戶端非常底層的細(xì)節(jié)開發(fā)工作，目前已成為 Apache 的頂級(jí)項(xiàng)目，是全世界范圍內(nèi)使用最廣泛的 ZooKeeper 客戶端之一。

除了封裝底層細(xì)節(jié)，使之對(duì)開發(fā)透明，Curator 還提供了一套易用性和可讀性更強(qiáng)的 Fluent 風(fēng)格的 API 框架。

除此之外，Curator 還提供餓了 ZooKeeper 各種應(yīng)用場(chǎng)景的抽象封裝(Recipe)，如共享鎖服務(wù)，Master 選舉機(jī)制和分布式計(jì)數(shù)器等。

典型應(yīng)用

需要再次說(shuō)明 ZooKeeper 是保證分布式數(shù)據(jù)一致性和任務(wù)協(xié)調(diào)的框架，它并不會(huì)直接實(shí)現(xiàn)具體的分布式鎖，Master 選舉等分布式功能，而是提供一些簡(jiǎn)單易用的 API 接口，具體的功能實(shí)現(xiàn)需要開發(fā)者根據(jù)情況自行實(shí)現(xiàn)。另一方面，ZooKeeper 同時(shí)也是一個(gè)典型的發(fā)布／訂閱模式的分布式數(shù)據(jù)管理與協(xié)調(diào)方案，配合監(jiān)視點(diǎn)事件通知機(jī)制，可以非常方便地構(gòu)建一些列分布式應(yīng)用中都會(huì)涉及的核心功能：

數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱

負(fù)載均衡

命名服務(wù)

分布式協(xié)調(diào)/通知

集群管理

Master 選舉

分布式鎖

分布式隊(duì)列

下面簡(jiǎn)單介紹下分布式鎖的實(shí)現(xiàn)思路。

分布式鎖

假設(shè)一個(gè)應(yīng)用由 n 個(gè)進(jìn)程組成，分別為 p1, p2 .... pn，這些進(jìn)程嘗試獲取一個(gè)鎖從而進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)行操作。這兒我們可以使用 ZooKeeper 的 znode 來(lái)代表一個(gè)鎖，如“/lock”。

所有進(jìn)程同時(shí)嘗試創(chuàng)建這個(gè) znode，由 ZooKeeper 來(lái)保證順序性。

如果某進(jìn)程成功創(chuàng)建了 “/lock”，假設(shè)為 p4，則代表 p4 搶占到了該分布式鎖，p4 可以執(zhí)行臨界區(qū)代碼，其他進(jìn)程則會(huì)因?yàn)?znode 存在而創(chuàng)建失敗。

它們可以在 “/lock”節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建監(jiān)視器后等待 znode 刪除通知，如果刪除通知到來(lái)，則重復(fù) 1 搶占鎖。

p4 釋放鎖時(shí)，刪除 “/lock”節(jié)點(diǎn)即可，需要注意，因?yàn)?p4 很可能執(zhí)行臨界區(qū)代碼時(shí)崩潰，所以“/lock”節(jié)點(diǎn)應(yīng)該臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，如果 p4 崩潰，則該節(jié)點(diǎn)自行刪除。

羊群效應(yīng)

上述分布式鎖的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易用，但是卻會(huì)造成“羊群效應(yīng)”。想象一下，如果有 1000 個(gè)客戶端同時(shí)調(diào)用 exists 監(jiān)視“/lock”節(jié)點(diǎn)變化。那么當(dāng)這個(gè) znode 創(chuàng)建或刪除時(shí)就會(huì)發(fā)送 1000 個(gè)通知，這個(gè)被監(jiān)視的 znode 的一個(gè)變化會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尖峰的通知，該尖峰時(shí)刻提交的操作可能會(huì)產(chǎn)生很高的延遲。

為了防止羊群效應(yīng)的產(chǎn)生，利用有序節(jié)點(diǎn)，分布式鎖不妨換一種實(shí)現(xiàn)方式：

系統(tǒng)已經(jīng)存在“/lock”節(jié)點(diǎn)，爭(zhēng)搶鎖的進(jìn)程在該節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建臨時(shí)有序子節(jié)點(diǎn)，形如：/lock/192.168.1.200:2222-00000001;

進(jìn)程獲取 /lock 下子節(jié)點(diǎn)列表，判斷自己的節(jié)點(diǎn)位置:

如果自己的節(jié)點(diǎn)序號(hào)最小，則表示獲得鎖，執(zhí)行臨界區(qū)代碼;

如果不是，則在自己序號(hào)前一個(gè)子節(jié)點(diǎn)增加監(jiān)視點(diǎn) Watcher，等待刪除通知。

獲取鎖的進(jìn)程，執(zhí)行外臨界代碼，刪除自己的子節(jié)點(diǎn)，表示釋放鎖；

下一個(gè)子節(jié)點(diǎn)序號(hào)的進(jìn)程獲取刪除通知，重復(fù)動(dòng)作 2。

這種實(shí)現(xiàn)方式下，進(jìn)程只監(jiān)測(cè)排在它前面進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，而不是 所有進(jìn)程都監(jiān)測(cè) /lock 節(jié)點(diǎn)，避免了“羊群效應(yīng)”。結(jié)構(gòu)如下圖所示：

分布式鎖

ZooKeeper 和 Dubbo

Dubbo 是阿里巴巴開源(好像開源版本已經(jīng)停止更新)的由 Java 語(yǔ)言編寫的分布式服務(wù)框架，致力于提供高性能和透明化的遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用方案和 SOA 服務(wù)治理方案。

Dubbo 基于 ZooKeeper 實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)中心。注冊(cè)中心是 RPC 框架最核心的模塊之一，用于服務(wù)的注冊(cè)和訂閱。在 Dubbo 的實(shí)現(xiàn)中，對(duì)注冊(cè)中心模塊進(jìn)行抽象封裝，因此可以基于其提供的外部接口實(shí)現(xiàn)各種不同類型的注冊(cè)中心，例如數(shù)據(jù)庫(kù)，Redis 等。

在 Dubbo 注冊(cè)中心的整體架構(gòu)中，ZooKeeper 上服務(wù)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如下圖所示：

分布式鎖

/dubbo 這是 Dubbo 在 ZooKeeper 上創(chuàng)建的根節(jié)點(diǎn)

/dubbo/com.foo.BarService 是服務(wù)節(jié)點(diǎn)，代表了 Dubbo 的一個(gè)服務(wù)

/dubbo/com.foo.BarService/providers 這是服務(wù)提供者的根節(jié)點(diǎn)，其子節(jié)點(diǎn)代表每一個(gè)服務(wù)真正提供者

/dubbo/com.foo.BarService/consumers 這是服務(wù)消費(fèi)者的根節(jié)點(diǎn)，其子節(jié)點(diǎn)代表每一個(gè)服務(wù)的真正消費(fèi)者

流程說(shuō)明：

服務(wù)提供者(Provider)啟動(dòng)

向 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目錄下寫入自己的URL地址。

服務(wù)消費(fèi)者(Consumer)啟動(dòng)時(shí)

訂閱 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目錄下的提供者URL地址。

并向 /dubbo/com.foo.BarService/consumers 目錄下寫入自己的URL地址。

監(jiān)控中心(Monitor)啟動(dòng)時(shí)

訂閱 /dubbo/com.foo.BarService 目錄下的所有提供者和消費(fèi)者URL地址。

需要注意的是，所有提供者和消費(fèi)者在 ZooKeeper 上創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)都是臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，利用臨時(shí)節(jié)點(diǎn)生命周期和會(huì)話綁定的特性，一旦機(jī)器發(fā)生故障導(dǎo)致服務(wù)提供者無(wú)法對(duì)外提供服務(wù)，該臨時(shí)節(jié)點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)從 ZooKeeper 上刪除。

內(nèi)容來(lái)源

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的zkcli远程连接_ZooKeeper 学习笔记（二）－API 操作和应用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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