2023學(xué)年完整公開課版Zookeeper概述

Zookeeper概述2學(xué)習(xí)任務(wù)Zookeeper數(shù)據(jù)模型Zookeeper工作原理Zookeeper常見操作3知識(shí)目標(biāo)01能力目標(biāo)02學(xué)習(xí)目標(biāo)理解Zookeeper數(shù)據(jù)模型理解Zookeeper工作原理了解Zookeeper常見操作理解Zookeeper數(shù)據(jù)模型理解Zookeeper工作原理了解Zookeeper常見操作4目錄01Zookeeper數(shù)據(jù)模型02Zookeeper工作原理03Zookeeper常見操作5Zookeeper數(shù)據(jù)模型ZNode（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)）是ZooKeeper中數(shù)據(jù)的最小單元，每個(gè)ZNode上都可以保存數(shù)據(jù)，同時(shí)還是可以有子節(jié)點(diǎn)（這就像樹結(jié)構(gòu)一樣，如下圖所示）?？梢钥闯?，節(jié)點(diǎn)路徑標(biāo)識(shí)方式和Unix文件系統(tǒng)路徑非常相似，都是由一系列使用斜杠"/"進(jìn)行分割的路徑表示，開發(fā)人員可以向這個(gè)節(jié)點(diǎn)中寫人數(shù)據(jù)，也可以在節(jié)點(diǎn)下面創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)。6Zookeeper數(shù)據(jù)模型-znode的結(jié)構(gòu)每個(gè)ZNode由2部分組成:stat：狀態(tài)信息data：數(shù)據(jù)內(nèi)容7Zookeeper數(shù)據(jù)模型-znode的結(jié)構(gòu)這些狀態(tài)信息其實(shí)就是Stat對(duì)象的格式化輸出。Stat類中包含了一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的所有狀態(tài)信息的字段，包括事務(wù)ID、版本信息和子節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等，如圖所示（圖源：《從Paxos到Zookeeper分布式一致性原理與實(shí)踐》）8Zookeeper工作原理Zookeeper的核心（1）Zookeeper的核心是原子廣播，這個(gè)機(jī)制保證了各個(gè)server之間的同步。實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)制的協(xié)議叫做Zab協(xié)議。Zab協(xié)議有兩種模式，它們分別是恢復(fù)模式和廣播模式。當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)或者在領(lǐng)導(dǎo)者崩潰后，Zab就進(jìn)入了恢復(fù)模式，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者被選舉出來，且大多數(shù)server的完成了和leader的狀態(tài)同步以后，恢復(fù)模式就結(jié)束了。狀態(tài)同步保證了leader和server具有相同的系統(tǒng)狀態(tài)。9Zookeeper工作原理Zookeeper的核心（2）一旦leader已經(jīng)和多數(shù)的follower進(jìn)行了狀態(tài)同步后，他就可以開始廣播消息了，即進(jìn)入廣播狀態(tài)。這時(shí)候當(dāng)一個(gè)server加入Zookeeper服務(wù)中，它會(huì)在恢復(fù)模式下啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)leader，并和leader進(jìn)行狀態(tài)同步。待到同步結(jié)束，它也參與消息廣播。Zookeeper服務(wù)一直維持在Broadcast狀態(tài)，直到leader崩潰了或者leader失去了大部分的followers支持。10Zookeeper工作原理Zookeeper的核心（3）廣播模式需要保證proposal被按順序處理，因此zk采用了遞增的事務(wù)id號(hào)(zxid)來保證。所有的提議(proposal)都在被提出的時(shí)候加上了zxid。實(shí)現(xiàn)中zxid是一個(gè)64位的數(shù)字，它高32位是epoch用來標(biāo)識(shí)leader關(guān)系是否改變，每次一個(gè)leader被選出來，它都會(huì)有一個(gè)新的epoch。低32位是個(gè)遞增計(jì)數(shù)。11Zookeeper工作原理Zookeeper的核心（4）當(dāng)leader崩潰或者leader失去大多數(shù)的follower，這時(shí)候zk進(jìn)入恢復(fù)模式，恢復(fù)模式需要重新選舉出一個(gè)新的leader，讓所有的server都恢復(fù)到一個(gè)正確的狀態(tài)。Zookeeper的節(jié)點(diǎn)是可以被監(jiān)控，目錄中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的修改，子節(jié)點(diǎn)目錄的變化，都可以觸發(fā)事件并通知監(jiān)聽的客戶端，這是Zookeeper重要的特性，通過此特性可以實(shí)現(xiàn)的功能有配置的集中管理，集群管理，分布式鎖等。監(jiān)聽機(jī)制官方說明為：一個(gè)監(jiān)聽事件是一個(gè)一次性的監(jiān)聽器，當(dāng)被設(shè)置了監(jiān)聽的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，服務(wù)器就會(huì)將這個(gè)改變發(fā)送給負(fù)責(zé)設(shè)置Watch的客戶端。12Zookeeper常見操作連接zookeeper服務(wù)進(jìn)入安裝ZooKeeper文件夾的bin目錄下執(zhí)行下面的命令連接ZooKeeper服務(wù)（Linux環(huán)境下，連接之前首選要確定你的ZooKeeper服務(wù)已經(jīng)啟動(dòng)成功）./zkCli.sh-server127.0.0.1:218113Zookeeper常見操作hel