ZooKeeper学习(一)Zookeeper简单介绍

雨点打透心脏的1/2处 2024-02-19 15:03 10阅读 0赞

**分布式系统：**是若干独立计算机的集合，这计算机对用户来说就像单个相关系统。

（1）提升性能和并发，操作被分发到不同的分片，相互独立

（2）提升系统的可用性，即使部分分片不能用，其他分片不会受到影响

（3）提升系统的扩展性。

![20181223015027570][]

**Zookeeper：**一种用于分布式应用程序的高性能协调服务（维护配置信息，命名，提供分布式同步和提供组服务）。并且是开源的分布式的，为分布式应用提供协调服务的Apache项目。

ZooKeeper顾名思义：动物园管理员

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU0OTU3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

map:映射 Reduce：规约  
  
它是拿来管大象(Hadoop)、蜜蜂(Hive)、小猪(Pig)的管理员， Apache Hbase和Apache Solr以及阿里的Dubbo等项目中都采用到了Zookeeper。

从设计模式分析：一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理相关数据（如注册在其上面各个服务器的状态和数据的变化等），然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper就将负责通知已经在Zookeeper上注册的那些观察者做出相应的反应，从而实现集群中类似Master/Slave管理模式

**Zookeeper工作机制：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU0OTU3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

Zookeeper=文件系统+通知机制

**Zookeeper结构特点：**

![20181223015027667][]

*  Zookeeper：一个领导者（leader），多个跟随者（follower）组成的集群。
 *  Leader负责进行投票的发起和决议，更新系统状态
 *  Follower用于接收客户请求并向客户端返回结果，在选举Leader过程中参与投票
 *  集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。建议集群数量为奇数
 *  全局数据一致：每个server保存一份相同的数据副本，client无论连接到哪个server，数据都是一致的。同步数据
 *  更新请求顺序进行，来自同一个client的更新请求按其发送顺序依次执行。
 *  数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。
 *  实时性，在一定时间范围内，client能读到最新数据。

**Zookeeper数据模型：**

ZooKeeper数据模型的结构与Unix文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。 路径是绝对路径。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU0OTU3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][] ![20181223011833361.png][]

ZooKeeper树中的节点特点**：**

1.ZooKeeper中每一个节点Zonde通过**路径引用**，该路径必须是绝对的，必须由斜杠字符来**开头,并且**必须是唯一的，同时路径由Unicode字符串组成，并且有一些限制。字符串"/zookeeper"用以保存管理信息，比如关键配额信息。另外，

*  空字符（\\ u0000）不能是路径名的一部分。（这会导致C绑定出现问题。）
 *  无法使用以下字符，因为它们无法正常显示或以令人困惑的方式呈现：\\ u0001 - \\ u001F和\\ u007F - \\ u009F。
 *  不允许使用以下字符：\\ ud800 - uF8FF，\\ uFFF0 - uFFFF。

2. ZooKeeper中每一个节点Zonde由三部分组成：stat：此为状态信息, 描述该Znode的版本（每次znode的数据更改时，版本号都会增加）, 权限（acl）等信息；data：与该Znode关联的数据；children：该Znode下的子节点。其用来管理协调数据，比如分布式应用中的配置文件信息、状态信息、汇集位置等等。这些数据的共同特性就是它们都是很小的数据，通常以KB为大小单位。

3.每一个节点还存在监控（watch），watch监控节点状态，当其发生改变时(Znode的增、删、改)将会触发watch所对应的操作。当watch被触发时，ZooKeeper将会向客户端发送且仅发送一条通知，因为watch只能被触发一次，这样可以减少网络流量。

4.存储在命名空间中每个znode的数据以原子方式读取和写入。读取获取与znode关联的所有数据字节，写入替换所有数据。每个节点都有一个访问控制列表（ACL），限制谁可以做什么。

5.Znode有两种类型：短暂/持久

短暂（ephemeral）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点自动删除

持久（persistent）：客户端和服务器端断开连接后，创建的节点不删除

6. Znode上可以添加顺序标识，形成顺序节点，添加方式是在路径结尾添加一个**递增的计数**。这个计数**对于此节点的父节点来说**是唯一的，它的格式为"%10d"(10位数字，没有数值的数位用0补充，例如"0000000001")。当计数值大于232-1时，计数器将溢出。

**ZooKeeper的API：**

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>操作</td> 
   <td>描述</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>create</td> 
   <td>船舰Zonde（父节点必须存在）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>delete</td> 
   <td>删除节点（节点没有子节点）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exists</td> 
   <td>验证节点是否存在，并候取它的元数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getACL/setACL</td> 
   <td>获取/设置节点权限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getChildren</td> 
   <td>获取节点所有子节点的列表</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getData/setData</td> 
   <td>获取/设置节点相关数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sync</td> 
   <td>是客户端的节点视图与zookeeper同步</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  update操作是有限制的。delete或setData必须明确要更新的Znode的版本号，可以调用exists找到。如果版本号不匹配，更新将会失败。
 *  update操作是非阻塞式的。因此客户端如果失去了一个更新(由于另一个进程在同时更新这个Znode)，他可以在不阻塞其他进程执行的情况下，选择重新尝试或进行其他操作。
 *  文件非常的小置使整体读写的，所以不需要打开、关闭或是查找的操作。

[20181223015027570]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/67c1e41d37d0419181db79ab215772d3.png
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