Zookeeper笔记

Zookeeper学习笔记

一、概述

ZooKeeper是一种分布式协调服务,用于管理大型主机。在分布式环境中协调和管理服务是一个复杂的过程。ZooKeeper通过其简单的架构和API解决了这个问题。ZooKeeper允许开发人员专注于核心应用程序逻辑,而不必担心应用程序的分布式特性。
典型应用场景:

  1. 数据发布与订阅(配置信息同步)

    我们有一个服务器集群,其中每个服务器都有对应的配置文件,实际操作中该如何同步修改共有的配置属性?当然你可以同步docker解决,但我们要知道有些共有的属性我们不可能都放在docker中,为了保持每台服务器的配置信息同步。我们使用zookeeper就可以解决这个问题。每台服务器连接到zookeeper,与之对应的节点监听着node的数据变化。我们只需要更新leader的config文件,zookeeper就能同步到其他各个节点,这样每台服务器就能同步config信息

  2. 负载均衡

    在分布式环境中,为了保证高可用性,通常同一个应用或同一个服务的提供方都会部署多份,达到对等服务。而消费者就须要在这些对等的服务器中选择一个来执行相关的业务逻辑,其中比较典型的是消息中间件中的生产者,消费者负载均衡。

  3. 命名服务
    命名服务也是分布式系统中比较常见的一类场景。在分布式系统中,通过使用命名服务,客户端应用能够根据指定名字来获取资源或服务的地址,提供者等信息。被命名的实体通常可以是集群中的机器,提供的服务地址,远程对象等等——这些我们都可以统称他们为名字(Name)。其中较为常见的就是一些分布式服务框架中的服务地址列表。通过调用ZK提供的创建节点的API,能够很容易创建一个全局唯一的path,这个path就可以作为一个名称。
  4. 集群管理与Master选举
  5. 分布式锁
  6. 分布式队列
二、Znode节点

一般来说zookeeper的核心在与节点的数据同步,每个znode最多可存储1MB的数据。这与UNIX文件系统相类似,除了父znode也可以存储数据。这种结构的主要目的是存储同步数据并描述znode的元数据。此结构称为 ZooKeeper数据模型。

ZooKeeper数据模型中的每个znode都维护着一个 stat 结构。一个stat仅提供一个znode的元数据。它由版本号,操作控制列表(ACL),时间戳和数据长度组成。

  • 版本号 - 每个znode都有版本号,这意味着每当与znode相关联的数据发生变化时,其对应的版本号也会增加。当多个zookeeper客户端尝试在同一znode上执行操作时,版本号的使用就很重要。
  • 操作控制列表(ACL) - ACL基本上是访问znode的认证机制。它管理所有znode读取和写入操作。
  • 时间戳 - 时间戳表示创建和修改znode所经过的时间。它通常以毫秒为单位。ZooKeeper从“事务ID”(zxid)标识znode的每个更改。Zxid 是唯一的,并且为每个事务保留时间,以便你可以轻松地确定从一个请求到另一个请求所经过的时间。
  • 数据长度 - 存储在znode中的数据总量是数据长度。你最多可以存储1MB的数据。
Znode的类型

Znode被分为持久(persistent)节点,顺序(sequential)节点和临时(ephemeral)节点。

  • 持久节点 - 即使在创建该特定znode的客户端断开连接后,持久节点仍然存在。默认情况下,除非另有说明,否则所有znode都是持久的。
  • 临时节点 - 客户端活跃时,临时节点就是有效的。当客户端与ZooKeeper集合断开连接时,临时节点会自动删除。因此,只有临时节点不允许有子节点。如果临时节点被删除,则下一个合适的节点将填充其位置。临时节点在leader选举中起着重要作用。
  • 顺序节点 - 顺序节点可以是持久的或临时的。当一个新的znode被创建为一个顺序节点时,ZooKeeper通过将10位的序列号附加到原始名称来设置znode的路径。例如,如果将具有路径 /myapp 的znode创建为顺序节点,则ZooKeeper会将路径更改为 /myapp0000000001 ,并将下一个序列号设置为0000000002。如果两个顺序节点是同时创建的,那么ZooKeeper不会对每个znode使用相同的数字。顺序节点在锁定和同步中起重要作用。
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