zookeeper分布式協(xié)調(diào)服務(wù)怎么應(yīng)用

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分布式服務(wù)協(xié)調(diào)員zookeeper - 應(yīng)用場景和監(jiān)控

zookeeper在分布式系統(tǒng)中作為協(xié)調(diào)員的角色，可應(yīng)用于Leader選舉、分布式鎖、配置管理等服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。以下我們從zookeeper供的API、應(yīng)用場景和監(jiān)控三方面學(xué)習(xí)和了解zookeeper（以下簡稱ZK）。

ZK API

ZK以Unix文件系統(tǒng)樹結(jié)構(gòu)的形式管理存儲的數(shù)據(jù)，圖示如下：

其中每個(gè)樹節(jié)點(diǎn)被稱為znode，每個(gè)znode類似一個(gè)文件，包含文件元信息(meta data)和數(shù)據(jù)。

以下我們用server表示ZK服務(wù)的提供方，client表示ZK服務(wù)的使用方，當(dāng)client連接ZK時(shí)，相應(yīng)創(chuàng)建session會話信息。

有兩種類型的znode：

Regular: 該類型znode只能由client端顯式創(chuàng)建或刪除

Ephemeral: client端可創(chuàng)建或刪除該類型znode；當(dāng)session終止時(shí)，ZK亦會刪除該類型znode

znode創(chuàng)建時(shí)還可以被打上sequential標(biāo)志，被打上該標(biāo)志的znode，將自行加上自增的數(shù)字后綴

ZK提供了以下API，供client操作znode和znode中存儲的數(shù)據(jù)：

• create(path, data, flags)：創(chuàng)建路徑為path的znode，在其中存儲data[]數(shù)據(jù)，flags可設(shè)置為Regular或Ephemeral，并可選打上sequential標(biāo)志。

• delete(path, version)：刪除相應(yīng)path/version的znode

• exists(path,watch)：如果存在path對應(yīng)znode，則返回true；否則返回false，watch標(biāo)志可設(shè)置監(jiān)聽事件

• getData(path, watch)：返回對應(yīng)znode的數(shù)據(jù)和元信息（如version等）

• setData(path, data, version)：將data[]數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)path/version的znode

• getChildren(path, watch)：返回指定znode的子節(jié)點(diǎn)集合

ZK應(yīng)用場景

基于以上ZK提供的znode和znode數(shù)據(jù)的操作，可輕松實(shí)現(xiàn)Leader選舉、分布式鎖、配置管理等服務(wù)。

Leader選舉

利用打上sequential標(biāo)志的Ephemeral，我們可以實(shí)現(xiàn)Leader選舉。假設(shè)需要從三個(gè)client中選取Leader，實(shí)現(xiàn)過程如下：

1、各自創(chuàng)建Ephemeral類型的znode，并打上sequential標(biāo)志：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] ls /master
[lock-0000000241, lock-0000000243, lock-0000000242]

2、檢查 /master 路徑下的所有znode，如果自己創(chuàng)建的znode序號最小，則認(rèn)為自己是Leader；否則記錄序號比自己次小的znode

3、非Leader在次小序號znode上設(shè)置監(jiān)聽事件，并重復(fù)執(zhí)行以上步驟2

假如以上 /master/lock-0000000241節(jié)點(diǎn)被刪除（相應(yīng)client服務(wù)異?；蚓W(wǎng)絡(luò)異常等原因），那么 /master/lock-0000000242相應(yīng)的znode將提升自己為Leader。client只關(guān)心自己創(chuàng)建的znode和序號次小的znode，這避免了驚群效應(yīng)(Herd Effect)。

分布式鎖的實(shí)現(xiàn)與以上Leader選舉的實(shí)現(xiàn)相同，稍作修改，我們還可以基于ZK實(shí)現(xiàn)lease機(jī)制（有期限的授權(quán)服務(wù)）。

配置管理

znode可以存儲數(shù)據(jù)，基于這一點(diǎn)，我們可以用ZK實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的配置管理，假設(shè)有服務(wù)A，A擴(kuò)容設(shè)備時(shí)需要將相應(yīng)新增的ip/port同步到全網(wǎng)服務(wù)器的A.conf配置，實(shí)現(xiàn)過程如下：

1、A擴(kuò)容時(shí)，相應(yīng)在ZK上新增znode，該znode數(shù)據(jù)形式如下：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 30] get /A/blk-0000340369 {"svr_info": [{"ip": "1.1.1.1.", "port": "11000"}]}
cZxid = 0x2ffdeda3be ……

2、全網(wǎng)機(jī)器監(jiān)聽 /A，當(dāng)該znode下有新節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù)，將服務(wù)A的新增ip/port加入A.conf

3、完成步驟2后，繼續(xù)設(shè)置對 /A監(jiān)聽

服務(wù)縮容的步驟類似，機(jī)器下線時(shí)將ZK相應(yīng)節(jié)點(diǎn)刪除，全網(wǎng)機(jī)器監(jiān)聽到該事件后將配置中的設(shè)備剔除。

ZK監(jiān)控

ZK自身提供了一些“四字命令”，通過這些四字命令，我們可以獲得ZK集群中，某臺ZK的角色、znode數(shù)、健康狀態(tài)等信息：

# echo "mntr" | /usr/bin/netcat 127.0.0.1 2181 zk_version 3.4.3-1240972, built on 02/06/2012 10:48 GMT
zk_packets_received 267044485 zk_packets_sent 267069992 zk_outstanding_requests 0 zk_server_state follower
zk_znode_count 16216

常用的四字命令有：

• mntr：顯示自身角色、znode數(shù)、平均調(diào)用耗時(shí)、收包發(fā)包數(shù)等信息

• ruok：診斷自身狀態(tài)是否ok

• cons：展示當(dāng)前的client連接

像不能問一個(gè)醉酒的人是否喝醉一樣，我們也不能確信一臺回復(fù)”imok”的ZK就是真的ok，我們可以通過ZK自帶的zkCli.sh模擬client創(chuàng)建/刪除znode：

/usr/local/zookeeper/bin/zkCli.sh create /zookeeper/test 'test' >/dev/null 2>&1
/usr/local/zookeeper/bin/zkCli.sh delete /zookeeper/test >/dev/null 2>&1

再根據(jù)返回值判斷添加、刪除znode是否成功，從而判斷該臺ZK狀態(tài)是否正常。

到此，關(guān)于“zookeeper分布式協(xié)調(diào)服務(wù)怎么應(yīng)用”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！