Java教程分享Zookeeper基本原理与运用场景

好程序员Java教程分享Zookeeper基本原理与运用场景1、什么是Zookeeper？

zookeeper是一个分布式的一致性协调服务。

换句话说，也能够把zookeeper当作一个小型的分布式文件系统。可是和FastDFS不一样，zookeeper只适合用来存储一些小型的数据或者配置信息。

2、Zookeeper的文件系统

zookeeper底层是一个树形结构，进行数据的存储。

和Linux、Window等系统不一样：

Linux和Window中有文件和文件夹的概念。文件夹下面只能有文件，文件下面不能再有数据。文件夹自己不存放数据，文件自己用来进行数据存储。

Zookeeper中的节点，没有文件夹和文件之分，全部节点均可以进行数据存储，同时也能够拥有子节点。每一个节点称之为znode

znode的分类：

1）临时节点-ephemeral：临时节点由某个客户端建立，若是该客户端断开了和zookeeper服务器的连接，则该临时节点就会被自动删除。注意：临时节点不能有子节点。

2）持久性节点-persistent：持久化的节点会永久存在于文件系统中，除非客户端显示的删除该节点。该节点是最多见的节点。

3）临时顺序节点-ephemeral_sequential：和临时节点拥有相同的特色，惟一的却别在于该节点名称会自动维护一个编号。

4）持久性顺序节点-persistent_sequential：和持久性节点拥有相同的特色，惟一的却别在于该节点名称会自动维护一个编号。

文件系统的操做命令：

ls 路径：查看某个路径下的子节点状况，zk中只能写绝对路径（全部的路径都必须从/出发）

create [-s] [-e] path data : 建立一个节点，在path路径的位置。数据为data（数据不能为空，至少要为''）。-s表示顺序节点 -e临时节点

get 路径：查看指定路径对应的节点数据。每一个节点都分为：数据部分、描述信息

set path data：修改指定节点的数据

delete path：删除指定节点数据，若是下面的有子节点须要先删除子节点

3、Zookeeper的通知机制（watch）

什么是通知机制？

客户端能够选择对某个znode进行监听。当这个znode发生变化时（自己的添加、删除、修改以及子节点的变化），会主动通知监听了这个znode的客户端。zookeeper的通知机制有一次性触发原则，znode发生变化后，一旦通知了客户端，则断开客户端的监听，若是须要继续监听节点的变化，则必须从新发起监听。

exists - 能够监听到节点建立、节点的内容修改、节点的删除

getData - 能够监听节点内容修改，节点的删除

getChildren - 能够监听子节点的添加、删除（子节点内容变化和子节点的子节点的变化不能监听）

4、Zookeeper的运用场景

1）配置文件统一管理

在分布式集群的工程中，一般由不少服务部署在不一样的服务上，每一个服务都有本身的配置信息，若是须要修改某个配置，则可能须要对多态服务器进行配置的修改，是很是不方便的。那么就可使用zookeeper帮助咱们进行统一的配置文件管理。

在zookeeper上建立一个持久化节点，将全部的配置信息放入到这个节点中，而后每台服务器都去监听这个节点的变化（Watch机制）。若是有新的配置信息，开发者只须要上传到zookeeper的这个节点上（更新节点的配置数据）。每一个服务就能收到zookeeper节点的更新通知，而后从节点中读取新的配置，应用到系统中，完成配置的更新。

2）集群管理

在某些集群中，可能须要知道其余集群服务器的状态，好比有新的机器加入集群，或者有老的机器退出集群等。这个时候就能够经过zookeeper进行集群的统一管理。

3）分布式锁

· 保持独占

· 控制顺序

全部客户端同时在一个节点的下面建立临时顺序节点。而后只须要让编号最小的节点的机器得到锁就能够了。

5、Zookeeper的集群

集群的工做原理：

zookeeper集群可能有N台机器，这些机器中必定会存在一个leader，其余的机器就是follower。对于客户端来讲，能够随意链接任何一个集群中服务器。若是某个客户端须要对zk进行更改的操做，这些操做命令最终须要提交给leader。leader将命令分发给全部的集群服务器。当一半以上的集群服务器执行该命令成功，则leader就会通知全部节点进行事务提交，达到数据同步更新的目的。

zookeeper集群的“过半数存活原则”：

在zookeeper集群中，当存活的机器数量超过总集群一半的时候，整个集群才能正常工做。

基于过半数存活原则，zookeeper的集群数量必定是奇数台。

为何zookeeper须要设计一个过半数存活机制？

由于整个集群中，有可能由于“脑裂“，致使整个集群分为2个甚至多个集群，若是没有“过半数存活的机制“，那么整个zookeeper集群提供的数据将没法再保证数据一致性。因此为了保证总体数据的强一致性，zookeeper规定了过半数存活这个原则。

zookeeper集群的角色：

leader：领导者

follower：追随者

observer：观察者，观察者和追随者功能同样，可是区别在于观察者不会参与投票环节。