ZooKeeper 常用应用场景原理详解

          ZooKeeper 常用应用场景原理详解

             zookepper存放数据的目录结构类似于标准的文件系统格式，如果使用过window或linux就能体会到其内部的数据结构，简化结果如下：

           

       主要基本概念

             1.每个目录都被称为znode，如唯一标识分别为为“/org”，"/com/lance" 和 “/com/lance/zk”。

             2.每个znode可以存储数据，

             3.znode的类型

                    a. PERSISTENT    

                                   // 该znode不会在client断开时被zookepper自动删除，除非client端主动删除

                    b. PERSISTENT_SEQUENTIAL  

                                     // 该znode不会在client断开时被zookepper自动删除，除非client端主动删除, 

                                     // 且znode的名字后缀会添加上单调递增的数字，实现自动编号

                    c. EPHEMERAL        

                                     // 该znode会在client断开时被zookepper自动删除

                    d. EPHEMERAL_SEQUENTIAL      

                                     // 该znode会在client断开时被zookepper自动删除，除非client端主动删除, 

                                     // 且znode的名字后缀会添加上单调递增的数字，实现自动编号

              4.EPHEMERAL节点不能有子节点目录

              5.znode有版本概念

              6.znode可以被client监控，当该节点发生变化时，zookepper将向client发送通知(但不会把修改后的数据发给client，client要想回去数据，必须重新读取该目录下的数据)

              7. Watcher接口，Client向Zookepper注册某个znode节点的监控，并传入Watcher的实现类（如class WatcherImpl implments Watcher），当该znode节点发生变更时，Zookepper就会通过回调执行WatcherImpl.process()方法，以进行下一步的操作。

    1. 数据订阅/发布

              使用Zookepper的订阅/场景可以实现配置中心，即数据发布/订阅系统

               例如，项目的配置数据放在了/com/lance/zk目录下，n台机器实现对/com/lance/zk目录的监控，即注册一个Watcher监控（implments Watcher），当/com/lance/zk节点发生数据变更时，n台机器将获得变更通知，从而n台机器重新获取/com/lance/zk目录下的数据。

      2. 心跳检测

            在分布式系统中，各机器之间需要知道其他机器是否运行正常，最原始的方法是通过固定时间间隔的PING或建立长连接的方式检测心跳。如果基于Zookepper的话，在Zookeeper指定目录下每台机器都创建EPHEMERAL临时子节点，这样不同的机器就根据这些临时子节点判断其他机器是否正常，这样各机器之间不再直接耦合关联。

       3. 负载均衡

          假如我们在/com/lance/zk为域名节点，3个provider将自己的机器IP和端口号192.168.0.1:8001、192.168.0.2:8001、192.168.0.3:8001都注册到/com/lance/zk节点，当有一个consumer向zookepper获取/com/lance/zk目录下的IP列表，通过hash，轮询或随机方式获取其中一个IP，然后调用。

         心跳检测：client使用固定时间间隔，如3秒，向zookepper发送服务其状态是否正常信息，一旦超过3秒没有没有收到状态信息，那么就认为该IP不可用，于是该IP就会被清理。         

        典型的实现例子：alibaba的dubbo服务

       4.全局唯一ID生成服务

             每一个client根据自己的属性，如机器IP：172.17.110.2，通过create（）接口创建EPHEMERAL_SEQUENTIAL 类型的znode，zookepper返回“172.17.110.2-00000000011”，client拿到返回值后，再添加具体的服务类型，如：createData，则就获取了全局唯一ID：createData-172.17.110.2-00000000011。

         5. 任务进度汇总

           各服务机器将自己的任务进行进度写入到Zookepper的指定临时节点中，这样系统中心和各台机器都能够获取其他任务的进度。

         6. 集群管理

                 集群管理中心在Zookepper的/com/lance/clusters节点上添加一个Watcher监听，所有被管理的机器都在/com/lance/clusters创建临时子节点，如/com/lance/clusters/hostName，被管理的机器需要在指定时间间隔，如3秒，内向/com/lance/clusters/hostName发起会话，如果超时这个时间间隔没有发起会话，者Zookepper认为该机器已经宕机，就会删除/com/lance/clusters/hostName这个临时子节点，这样管理中心就能够检测到每台机器的运行情况了。

        参考资料：1.《从PAXOS到ZOOKEEPER分布式一致性原理与实践》.作者:倪超

                            2. 分布式服务框架 Zookeeper -- 管理分布式环境中的数据