ZKClient zookeeper 丢失事件分析

青旅半醒 2022-07-13 00:46 569阅读 0赞

> 由于ZK的watch一次性注册原因，以及client断开连接到重新连接上这一段时间差，可能导致zookeeper客户端不能够接收到完所有的ZK事件  
> 不要强依赖于ZK的事件，要知道ZK事件可能丢失，也可能多个事件收到的数据是相同的（注意等幂性）。ZK能做到的是分布式数据一致性服务，可以保证最终一致性。在开发的时候要谨慎处理。  
> 下面是测试以及原因分析

# 测试结果 #

*  监听器

import org.I0Itec.zkclient.IZkChildListener;
    import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
    import org.I0Itec.zkclient.IZkStateListener;
    import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
    import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkException;
    import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkInterruptedException;
    import org.apache.zookeeper.CreateMode;
    import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
    
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    public class ZKClientListener { 
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            ZkClient zkClient = new ZkClient("192.168.215.129:2181,192.168.215.130:2181,192.168.215.131:2181");
            final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    
            String testRootPath = "/lbl";
    
            zkClient.subscribeChildChanges(testRootPath, new IZkChildListener() {
    
                @Override
                public void handleChildChange(String parentPath, List<String> currentChilds) throws Exception {
                    System.out.println("org.I0Itec.zkclient.IZkChildListener.handleChildChange");
                    System.out.println(parentPath);
                    for (String string : currentChilds) {
                        System.out.println(string);
                    }
                }
            });
    
            zkClient.subscribeDataChanges(testRootPath, new IZkDataListener() {
    
                @Override
                public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
                    System.out.println("org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener.handleDataDeleted");
                    System.out.println(dataPath);
                }
    
                @Override
                public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception {
                    int i = count.getAndIncrement();
                    System.out.println(i + " " + data);
                }
            });
    
            while (true) {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            }
        }
    }

*  事件生产者

import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
    import org.apache.zookeeper.CreateMode;
    
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    public class EventProducer { 
    
        public static void main(String[] args) {
            ZkClient zkClient = new ZkClient("192.168.215.129:2181,192.168.215.130:2181,192.168.215.131:2181");
    
            String testRootPath = "/lbl";
    
            try {
                zkClient.create(testRootPath, 1, CreateMode.PERSISTENT);
    
                //写入、读取数据
    // Object readData = zkClient.readData(testRootPath);
    // System.out.println(readData);
    // zkClient.writeData(testRootPath, 2);
    
                for (int i = 0 ; i < 100; i ++){
                    zkClient.writeData(testRootPath, i);
                }
            } finally {
                zkClient.close();
            }
    
        }
    }

![这里写图片描述][SouthEast]  
变更前后数据对比  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

**可见`1,2`两次数据变更的事件丢失了，而且最后收到的几次事件数据都是相同的**  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
![这里写图片描述][SouthEast 3]

# 原因分析 #

所 有的Zookeeper读操作，包括getData()、getChildren()和exists()，都有一个开关，可以在操作的同时再设置一个 watch。在ZooKeeper中，Watch是一个一次性触发器，会在被设置watch的数据发生变化的时候，发送给设置watch的客户端。 watch的定义中有三个关键点：

*  **一次性触发器**
    
    一 个watch事件将会在数据发生变更时发送给客户端。例如，如果客户端执行操作getData(“/znode1″, true)，而后 /znode1 发生变更或是删除了，客户端都会得到一个 /znode1 的watch事件。如果 /znode1 再次发生变更，则在客户端没有设置新的watch的情况下，是不会再给这个客户端发送watch事件的。
 *  **发送给客户端**
    
    这 就是说，一个事件会发送向客户端，但可能在在操作成功的返回值到达发起变动的客户端之前，这个事件还没有送达watch的客户端。Watch是异步发送 的。但ZooKeeper保证了一个顺序：一个客户端在收到watch事件之前，一定不会看到它设置过watch的值的变动。网络时延和其他因素可能会导 致不同的客户端看到watch和更新返回值的时间不同。但关键点是，每个客户端所看到的每件事都是有顺序的。
 *  **被设置了watch的数据**
    
    这 是指节点发生变动的不同方式。你可以认为ZooKeeper维护了两个watch列表：data watch和child watch。getData()和exists()设置data watch，而getChildren()设置child watch。或者，可以认为watch是根据返回值设置的。getData()和exists()返回节点本身的信息，而getChildren()返回 子节点的列表。因此，setData()会触发znode上设置的data watch（如果set成功的话）。一个成功的 create() 操作会触发被创建的znode上的数据watch，以及其父节点上的child watch。而一个成功的 delete()操作将会同时触发一个znode的data watch和child watch（因为这样就没有子节点了），同时也会触发其父节点的child watch。

Watch 由client连接上的ZooKeeper服务器在本地维护。这样可以减小设置、维护和分发watch的开销。当一个客户端连接到一个新的服务器上 时，watch将会被以任意会话事件触发。当与一个服务器失去连接的时候，是无法接收到watch的。而当client重新连接时，如果需要的话，所有先 前注册过的watch，都会被重新注册。通常这是完全透明的。只有在一个特殊情况下，watch可能会丢失：对于一个未创建的znode的exist watch，如果在客户端断开连接期间被创建了，并且随后在客户端连接上之前又删除了，这种情况下，这个watch事件可能会被丢失。

### ZooKeeper对Watch提供了什么保障 ###

对于watch，ZooKeeper提供了这些保障：

*  Watch与其他事件、其他watch以及异步回复都是有序的。 ZooKeeper客户端库保证所有事件都会按顺序分发。
 *  客户端会保障它在看到相应的znode的新数据之前接收到watch事件。//这保证了在process()再次利用zk client访问时数据是存在的
 *  从ZooKeeper接收到的watch事件顺序一定和ZooKeeper服务所看到的事件顺序是一致的。

### 关于Watch的一些值得注意的事情 ###

*  Watch是一次性触发器，如果你得到了一个watch事件，而你希望在以后发生变更时继续得到通知，你应该再设置一个watch,当然ZKClient已经帮你实现了这个事情。
 *  因 为watch是一次性触发器，而获得事件再发送一个新的设置watch的请求这一过程会有延时，所以你无法确保你看到了所有发生在ZooKeeper上的 一个节点上的事件。所以请**处理好在这个时间窗口中可能会发生多次znode变更的这种情况**。（你可以不处理，但至少请认识到这一点）。//也就是说,在process()中如果处理得慢而没有注册new watch时,在这期间有其它事件出现时是不会通知!!之前可能就是没有意识到这点所以才引出本话题***\****
 *  一个watch对象或一个函数/上下文对，为一个事件只会被通知一次。比如，如果同一个watch对象在同一个文件上分别通过exists和getData注册了两次，而这个文件之后被删除了，这时这个watch对象将只会收到一次该文件的deletion通知。//同一个watch注册同一个节点多次只会生成一个event.*这里我想到如果一个watch注册不同的node,也应当出现多个event?*
 *  当你从一个服务器上断开时（比如服务器出故障了），在再次连接上之前，你将无法获得任何watch。请使用这些会话事件来进入安全模式：**在disconnected状态下你将不会收到事件，所以你的程序在此期间应该谨慎行事**。
 *  可以配合**定时刷新机制**来尽可能保证获取到ZK最新的数据

# 参考资料 #

*  [zookeeper 丢失事件/miss event][zookeeper _miss event]

[SouthEast]: /images/20220713/fdbb46842ea0402bb3bc7b963f75d665.png
[SouthEast 1]: /images/20220713/2e2fe710d6e24d11b2512242f2fb09f2.png
[SouthEast 2]: /images/20220713/e56400a7d5d74c4796f583735ca00773.png
[SouthEast 3]: /images/20220713/ae21f3829d2a4434814be3bba12a3338.png
[zookeeper _miss event]: http://leibnitz.iteye.com/blog/1880577