利用ZooKeeper API模拟HDFS节点的监听模式

- 日理万妓 2022-06-06 07:38 129阅读 0赞

首先我们需要理解一件事情，虽然大多数人学习ZooKeeper是因为Hadoop和大数据，但实际上ZK只是分布式一致性算法的实现，和大数据以及Hadoop并无任何关系。

ZK本身是一套树桩结构的文件系统，这个系统每个文件节点可以存放一点儿数据。重点是这个文件系统十分敏感，一旦任何数据发生变化，ZK就会检测到并且报告给客户端。

我们利用这个特性来监管分布式系统的服务器，配置文件，命名空间等。

# 这里我给出一个小例子，希望帮助初学者理解，ZK是如何实现上述功能的 #

## 准备工作： ##

1，通过ZK的客户端窗口，创建一个空的文件，用来作为分布式文件系统的跟目录

create /servergroup ""

2，我们通过ZK API写一个监听程序，如果/servergroup下面节点发生变化，我们就打印出最新的节点列表。

现实中每个节点代表一个服务器，服务器启动时候，就会写入一个节点文件。服务器断开后，节点文件就会消失。我们可以根据这一点判断服务器是否连接。

package com.dynamic.client;
 
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Date;
 import java.util.List;
 
 import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
 import org.apache.zookeeper.Watcher;
 import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
 import org.apache.zookeeper.data.Stat;
 //客户端监听服务，监控ZK服务器指定节点变化信息
 //如果znode（服务器节点）的子节点发生变化，就会更新客户端的serverlist
 public class AppClient {
 	//Application服务器节点路径
 	private String groupnode = "/servergroup";
 	private ZooKeeper zk;//客户端实例
 	private Stat stat= new Stat(); //保存节点状态信息
 	//保存server列表数据
 	//volatile多线程的情况下保持数据一致性
 	private volatile List<String> serverlist;
 	
 	
 	//创建链接服务器的Client，第三个参数是创建监视器实例
 	public void connectZK() throws Exception{
 		
 		String hosts = "server72:2181,server73:2181,server74:2181";//zookeeper服务器列表
 		final int SESSION_TIMEOUT = 30000;//会话有效时间		
 		
 		//我们获得了一个已经连接ZK服务器的Client,这个Client会话有效时间是30秒，有一个watcher监控该实例
 		zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, new Watcher(){
 			@Override
 			public void process(WatchedEvent event) {
 				//如果发生子节点发生变化事件，就更新serverlist,并重新绑定watcher
 				//子节点发生变化 && 时间的路径是 "/servergroup"
 				if(event.getType()== Watcher.Event.EventType.NodeChildrenChanged && groupnode.equals(event.getPath())){
 					
 					try {
 						//调用更新serverlist方法
 						updateServerlist();
 					} catch (Exception e) {
 						e.printStackTrace();
 					}				
 				}
 			}
 			
 		});
 		//创建对象后更新一次server列表
 		System.out.println("---客户端已经连接服务器---");
 		updateServerlist();	
 	}
 	
 	//更新server列表的方法
 	public void updateServerlist() throws Exception {
 		List<String> newserverlist = new ArrayList<String>();
 		//ture表示给groupnode添加watcher(watcher被触发后就失效了)
 		//返回所有子节点的名称
 		List<String> childlist = zk.getChildren(groupnode, true);
 		
 		for(String childname:childlist){
 			//获取节点的数据
 			byte data [] =zk.getData(groupnode+"/"+childname, false,stat);
 			String childdata = new String(data,"utf-8");//按照utf-8转化为字符串
 			//添加child的全路径
 			newserverlist.add(groupnode+"/"+childname+"/"+childdata);			
 		}
 		serverlist = newserverlist;
 		System.out.println("-----服务器列表已经更新----"+new Date());
 		for(String ss:serverlist){
 			System.out.println(ss);
 		}
 		
 	}
 	
 	public void handle() throws InterruptedException{
 		Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);		
 	}
 	
 	public static void main(String[] args) throws Exception {
 		AppClient ac = new AppClient();
 		ac.connectZK();
 		ac.handle();//线程等待
 	}
 }

### 测试： ###

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>我在客户端输入命令</td> 
 <td>[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] create /servergroup/server2 "192.168.1.2" Created /servergroup/server2 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 18] create /servergroup/server2 "192.168.1.5" Node already exists: /servergroup/server2 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] create /servergroup/server2 "192.168.1.9" Node already exists: /servergroup/server2 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 20] create /servergroup/server9 "192.168.1.9" Created /servergroup/server9 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 21] create /servergroup/server5 "192.168.1.5" Created /servergroup/server5 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 22] delete /servergroup/server5 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>eclipse端输出以下信息</td> 
 <td>---客户端已经连接服务器--- -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:30:24 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:35:18 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server2/"192.168.1.2" -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:35:42 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2" -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:35:52 CST 2017 /servergroup/server5/"192.168.1.5" /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2" -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:36:09 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2"</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

现在我在重新写一个程序，在eclipse上模拟创建一个临时的，序列化的节点，并在3秒钟后断开连接。临时节点意味着，断开客户端连接后这个节点就自动消失。

根据这个特性，服务器如果断开我们就可以迅速感知到，并且列出剩余可用的服务器。

package com.dynamic.client;
    
    import java.io.IOException;
    
    import org.apache.zookeeper.CreateMode;
    import org.apache.zookeeper.KeeperException;
    import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
    import org.apache.zookeeper.Watcher;
    import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
    import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
    import org.apache.zookeeper.data.Stat;
    
    public class ServerMissTest {
    	private String groupnode = "/servergroup";
    	private ZooKeeper zk;
    	private Stat stat= new Stat();
    	
    	void zkConnect() throws IOException{
    		String hosts = "server72:2181,server73:2181,server74:2181";//zookeeper服务器列表
    		final int SESSION_TIMEOUT = 30000;//会话有效时间		
    		zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, new Watcher(){
    
    			@Override
    			public void process(WatchedEvent event) {
    				// TODO Auto-generated method stub
    				System.out.println("--start watching--");
    				System.out.println(event.toString());
    			}
    			
    		});
    	}
    	
    	void createNodeServer() throws KeeperException, InterruptedException{
    		//創建一個臨時的，序列化的節點，模仿HDFS的namenode
    		zk.create(groupnode+"/"+"HDFS-Namenode", "Namenode1".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException, KeeperException, InterruptedException {
    		ServerMissTest smt = new ServerMissTest();
    		smt.zkConnect();
    		//創建了一個臨時的節點，並在3秒鐘后斷開連接。這個臨時的幾點就會消失。
    		smt.createNodeServer();		
    		Thread.sleep(3000);		
    		
    		//我們希望監聽端口能夠檢測到節點消失，並且打印出現在活著的節點。
    		
    	}
    }

测试结果：

在40分56秒，我启动了程序，客户端监听到了

在41分27秒，线程3秒接收后了，但整个过程持续了30秒左右，客户端监听到了Namenode1消失，并且打印出了可以使用的服务器列表

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>-----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:36:09 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2" -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:40:56 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2" /servergroup/HDFS-Namenode0000000013/Namenode1 -----服务器列表已经更新----Thu Nov 02 18:41:27 CST 2017 /servergroup/server3/"192.168.1.3" /servergroup/server1/"192.168.1.1" /servergroup/server9/"192.168.1.9" /servergroup/server2/"192.168.1.2" </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>