内容简介:上次写了一篇ZooKeeper相信大家已经听过这个词了,不知道大家对他了解多少呢?我第一次听到ZooKeeper的时候是在学Eureka的时候(后面听到ZooKeeper的时候,是因为ZooKeeper可以作为
前言
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上次写了一篇 什么是消息队列? 以后,本来想入门一下Kafka的(装一下环境、看看Kafka一些概念啥的)。后来发现Kafka用到了ZooKeeper,而我又对ZooKeeper不了解,所以想先来学学什么是ZooKeeper,再去看看什么是Kafka。
ZooKeeper相信大家已经听过这个词了,不知道大家对他了解多少呢?我第一次听到ZooKeeper的时候是在学Eureka的时候( 外行人都能看懂的SpringCloud,错过了血亏! ),同样ZooKeeper也可以作为 注册中心 。
后面听到ZooKeeper的时候,是因为ZooKeeper可以作为 分布式锁 的一种实现。
直至在了解Kafka的时候,发现Kafka也需要依赖ZooKeeper。Kafka使用ZooKeeper 管理自己的元数据配置 。
这篇文章来写写我学习ZooKeeper的笔记,如果有错的地方希望大家可以在评论区指出。
一、什么是ZooKeeper
从上面我们也可以发现,好像哪都有ZooKeeper的身影,那什么是ZooKeeper呢?我们先去 官网 看看介绍:
官网还有另一段话:
ZooKeeper: A Distributed Coordination Service for Distributed Applications
相比于官网的介绍,我其实更喜欢 Wiki 中对ZooKeeper的介绍:
(留下不懂英语的泪水)
我简单概括一下:
- ZooKeeper主要 服务于分布式系统 ,可以用ZooKeeper来做:统一配置管理、统一命名服务、分布式锁、集群管理。
- 使用分布式系统就无法避免对节点管理的问题(需要实时感知节点的状态、对节点进行统一管理等等),而由于这些问题处理起来可能相对麻烦和提高了系统的复杂性,ZooKeeper作为一个能够 通用 解决这些问题的中间件就应运而生了。
二、为什么ZooKeeper能干这么多?
从上面我们可以知道,可以用ZooKeeper来做:统一配置管理、统一命名服务、分布式锁、集群管理。
- 这里我们 先 不管
统一配置管理、统一命名服务、分布式锁、集群管理
每个具体的含义(后面会讲)
那为什么ZooKeeper可以干那么多事?来看看ZooKeeper究竟是何方神物,在Wiki中其实也有提到:
ZooKeeper nodes store their data in a hierarchical name space, much like a file system or a tree ) data structure
ZooKeeper的数据结构,跟Unix文件系统非常类似,可以看做是一颗 树 ,每个节点叫做 ZNode 。每一个节点可以通过 路径 来标识,结构图如下:
那ZooKeeper这颗"树"有什么特点呢??ZooKeeper的节点我们称之为 Znode ,Znode分为 两种 类型:
- 短暂/临时(Ephemeral) :当客户端和服务端断开连接后,所创建的Znode(节点) 会自动删除
- 持久(Persistent) :当客户端和服务端断开连接后,所创建的Znode(节点) 不会删除
ZooKeeper和 Redis 一样,也是C/S结构(分成客户端和服务端)
2.1 监听器
在上面我们已经简单知道了ZooKeeper的数据结构了,ZooKeeper还配合了 监听器 才能够做那么多事的。
常见的监听场景有以下两项:
- 监听Znode节点的 数据变化
- 监听子节点的 增减变化
没错,通过 监听+Znode节点(持久/短暂[临时]) ,ZooKeeper就可以玩出这么多花样了。
三、ZooKeeper是怎么做到的?
下面我们来看看用ZooKeeper怎么来做:统一配置管理、统一命名服务、分布式锁、集群管理。
3.1 统一配置管理
比如我们现在有三个系统A、B、C,他们有三份配置,分别是 ASystem.yml、BSystem.yml、CSystem.yml
,然后,这三份配置又非常类似,很多的配置项几乎都一样。
- 此时,如果我们要改变其中一份配置项的信息,很可能其他两份都要改。并且,改变了配置项的信息 很可能就要重启系统
于是,我们希望把 ASystem.yml、BSystem.yml、CSystem.yml
相同的配置项抽取出来成一份 公用 的配置 common.yml
,并且即便 common.yml
改了,也不需要系统A、B、C重启。
做法:我们可以将 common.yml
这份配置放在ZooKeeper的Znode节点中,系统A、B、C监听着这个Znode节点有无变更,如果变更了, 及时 响应。
参考资料:
-
基于zookeeper实现统一配置管理
3.2 统一命名服务
统一命名服务的理解其实跟 域名 一样,是我们为这某一部分的资源给它 取一个名字 ,别人通过这个名字就可以拿到对应的资源。
比如说,现在我有一个域名 www.java3y.com
,但我这个域名下有多台机器:
- 192.168.1.1
- 192.168.1.2
- 192.168.1.3
- 192.168.1.4
别人访问 www.java3y.com
即可访问到我的机器,而不是通过IP去访问。
3.3 分布式锁
锁的概念在这我就不说了,如果对锁概念还不太了解的同学,可参考下面的文章
我们可以使用ZooKeeper来实现分布式锁,那是怎么做的呢??下面来看看:
系统A、B、C都去访问 /locks
节点
访问的时候会创建 带顺序号的临时/短暂 ( EPHEMERAL_SEQUENTIAL
)节点,比如,系统A创建了 id_000000
节点,系统B创建了 id_000002
节点,系统C创建了 id_000001
节点。
接着,拿到 /locks
节点下的所有子节点(id_000000,id_000001,id_000002), 判断自己创建的是不是最小的那个节点
-
如果是,则拿到锁。
- 释放锁:执行完操作后,把创建的节点给删掉
- 如果不是,则监听比自己要小1的节点变化
举个例子:
- 系统A拿到
/locks
节点下的所有子节点,经过比较,发现自己(id_000000
),是所有子节点最小的。所以得到锁 - 系统B拿到
/locks
节点下的所有子节点,经过比较,发现自己(id_000002
),不是所有子节点最小的。所以监听比自己小1的节点id_000001
的状态 - 系统C拿到
/locks
节点下的所有子节点,经过比较,发现自己(id_000001
),不是所有子节点最小的。所以监听比自己小1的节点id_000000
的状态 - …...
- 等到系统A执行完操作以后,将自己创建的节点删除(
id_000000
)。通过监听,系统C发现id_000000
节点已经删除了,发现自己已经是最小的节点了,于是顺利拿到锁 - ….系统B如上
3.4集群状态
经过上面几个例子,我相信大家也很容易想到ZooKeeper是怎么" 感知 "节点的动态新增或者删除的了。
还是以我们三个系统A、B、C为例,在ZooKeeper中创建 临时节点 即可:
只要系统A挂了,那 /groupMember/A
这个节点就会删除,通过 监听 groupMember
下的子节点,系统B和C就能够感知到系统A已经挂了。(新增也是同理)
除了能够感知节点的上下线变化,ZooKeeper还可以实现 动态选举Master 的功能。(如果集群是主从架构模式下)
原理也很简单,如果想要实现动态选举Master的功能,Znode节点的类型是带 顺序号的临时节点 ( EPHEMERAL_SEQUENTIAL
)就好了。
- Zookeeper会每次选举最小编号的作为Master,如果Master挂了,自然对应的Znode节点就会删除。然后让 新的最小编号作为Master ,这样就可以实现动态选举的功能了。
最后
这篇文章主要讲解了ZooKeeper的入门相关的知识,ZooKeeper通过 Znode的节点类型+监听机制 就实现那么多好用的功能了!
当然了,ZooKeeper要考虑的事没那么简单的,后面有机会深入的话,我还会继续分享,希望这篇文章对大家有所帮助~
参考资料:
-
分布式服务框架 Zookeeper
-
ZooKeeper初识整理(老酒装新瓶)
-
ZooKeeper
-
ZooKeeper 的应用场景
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以上所述就是小编给大家介绍的《什么是ZooKeeper?》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!
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