Zookeeper介绍（四）——Zookeeper中的基本概念

以你之姓@ 2022-05-24 10:16 247阅读 0赞

在介绍了[Zookeeper的安装][Zookeeper]之后，就可以了解一下Zookeeper中的常用概念了。本文将主要介绍ZK中角色、数据模型、节点、ACL、watcher等概念。

## 角色 ##

在[Zookeeper概述][Zookeeper 1]中也提到过，Zookeeper的Follower在接到客户端请求之后会把请求转发到Leader，这里提到的Follower和Leader就是ZK中的角色，ZK中有以下角色：

### 领导者（leader） ###

负责进行投票的发起和决议，更新系统状态。为客户端提供读和写服务。

### 跟随者（follower） ###

用于接受客户端请求并想客户端返回结果，在选主过程中参与投票。为客户端提供读服务。

### 观察者（observer） ###

可以接受客户端连接，将写请求转发给leader，但observer不参加投票过程，只同步leader的状态，observer的目的是为了扩展系统，提高读取速度

### 客户端（client） ###

请求发起方

## 数据模型 ##

![zknamespace.jpg][]

ZK中数据是以目录结构的形式存储的。其中的每一个存储数据的节点都叫做Znode，每个Znode都有一个唯一的路径标识。和目录结构类似，每一个节点都可以可有子节点（临时节点除外）。节点中可以存储数据和状态信息，每个Znode上可以配置监视器（watcher），用于监听节点中的数据变化。节点不支持部分读写，而是一次性完整读写。

## 节点 ##

Znode有四种类型，PERSISTENT（持久节点）、PERSISTENT\_SEQUENTIAL（持久的连续节点）、EPHEMERAL（临时节点）、EPHEMERAL\_SEQUENTIAL（临时的连续节点）

Znode的类型在创建时确定并且之后不能再修改

### 临时节点 ###

临时节点的生命周期和客户端会话绑定。也就是说，如果客户端会话失效，那么这个节点就会自动被清除掉。

String root = "/ephemeral"; String createdPath = zk.create(root, root.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("createdPath = " + createdPath); String path = "/ephemeral/test01" ; createdPath = zk.create(path, path.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL); System.out.println("createdPath = " + createdPath); Thread.sleep(1000 * 20); // 等待20秒关闭ZooKeeper连接 zk.close(); // 关闭连接后创建的临时节点将自动删除

> 临时节点不能有子节点

### 持久节点 ###

所谓持久节点，是指在节点创建后，就一直存在，直到有删除操作来主动清除这个节点——不会因为创建该节点的客户端会话失效而消失。

String root = "/computer"; String createdPath = zk.create(root, root.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("createdPath = " + createdPath);

### 临时顺序节点 ###

临时节点的生命周期和客户端会话绑定。也就是说，如果客户端会话失效，那么这个节点就会自动被清除掉。注意创建的节点会自动加上编号。

String root = "/ephemeral"; String createdPath = zk.create(root, root.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("createdPath = " + createdPath); String path = "/ephemeral/test01" ; createdPath = zk.create(path, path.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); System.out.println("createdPath = " + createdPath); Thread.sleep(1000 * 20); // 等待20秒关闭ZooKeeper连接 zk.close(); // 关闭连接后创建的临时节点将自动删除

输出结果：

type = None createdPath = /ephemeral/test0000000003 createdPath = /ephemeral/test0000000004 createdPath = /ephemeral/test0000000005 createdPath = /ephemeral/test0000000006

### 持久顺序节点 ###

这类节点的基本特性和持久节点类型是一致的。额外的特性是，在ZooKeeper中，每个父节点会为他的第一级子节点维护一份时序，会记录每个子节点创建的先后顺序。基于这个特性，在创建子节点的时候，可以设置这个属性，那么在创建节点过程中，ZooKeeper会自动为给定节点名加上一个数字后缀，作为新的节点名。这个数字后缀的范围是整型的最大值。

String root = "/computer"; String createdPath = zk.create(root, root.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("createdPath = " + createdPath); for (int i=0; i<5; i++) { String path = "/computer/node"; String createdPath = zk.create(path, path.getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL); System.out.println("createdPath = " + createdPath); } zk.close();

运行结果：

createdPath = /computer createdPath = /computer/node0000000000 createdPath = /computer/node0000000001 createdPath = /computer/node0000000002 createdPath = /computer/node0000000003 createdPath = /computer/node0000000004 结果中的0000000000~0000000004都是自动添加的序列号

节点中除了可以存储数据，还包含状态信息。

## ACL ##

每个znode被创建时都会带有一个ACL列表，用于决定谁可以对它执行何种操作。

## 观察（watcher） ##

Watcher 在 ZooKeeper 是一个核心功能，Watcher 可以监控目录节点的数据变化以及子目录的变化，一旦这些状态发生变化，服务器就会通知所有设置在这个目录节点上的 Watcher，从而每个客户端都很快知道它所关注的目录节点的状态发生变化，而做出相应的反应

可以设置观察的操作：`exists`,`getChildren`,`getData` 可以触发观察的操作：`create`,`delete`,`setData`

znode以某种方式发生变化时，“观察”（watch）机制可以让客户端得到通知。可以针对ZooKeeper服务的“操作”来设置观察，该服务的其他 操作可以触发观察。比如，客户端可以对某个客户端调用exists操作，同时在它上面设置一个观察，如果此时这个znode不存在，则exists返回 false，如果一段时间之后，这个znode被其他客户端创建，则这个观察会被触发，之前的那个客户端就会得到通知。

## 参考资料： ##

[Zookeeper节点类型][Zookeeper 2]

[Zookeeper]: http://www.hollischuang.com/archives/1277
[Zookeeper 1]: http://www.hollischuang.com/archives/1275
[zknamespace.jpg]: https://zookeeper.apache.org/doc/trunk/images/zknamespace.jpg
[Zookeeper 2]: http://www.bug315.com/article/166.htm