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【ZOOKEEPER】浅谈Zookeeper工作机制

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【ZOOKEEPER】浅谈Zookeeper工作机制

在官网里定义了ZooKeeper 是一个集中式服务,用于维护配置信息、命名、提供分布式同步和提供组服务。或者我们从设计模式角度来说,他是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架。

首先我们知道Zookeeper集群有三个角色Leader(领导者)、Follower(跟随者)和ObServer(观察者),那么Zookeeper为什么需要一个Leader呢?他有什么作用呢?我们从客户端请求可以分为事务性和非事务性(查询)两种进行分析:

  1. 事务性请求:对于增删改,改变了节点状态。
    (1) 当机器接受到请求时,如果该机器不是leader,则将请求同步给Leader;
    (2) Leader接受到请求后会以Proposal(提议)广播给所有Follower询问是否可以执行事务性请求操作并等待Follower的ACK;
    (3) Follower收到Leader的消息,在自身机器上记录事务日志后返回给LeaderACK;
    (4) 当Leader得到半数机器(自己也有一份)的ACK后会再次广播发送Commmit表示执行;
    (5) 所有节点正式执行事务操作,完成后释放执行资源,并向Leader返回ACK;
    (6) Leader接受到半数ACK后,将结果返回给客户端,完成整个事务操作
  2. 非事务性请求:对于单纯的查询操作,可对Zookeeper中所有机器进行操作

2PC:在分布式系统中,每一个机器节点虽然能够明确的知道自己在进行事物操作过程的结果是失败或成功,但却无法直接获取其他分布式节点的操作结果,因此事物操作需要跨越多个分布式节点的时候,需要引入一个协调者统一调度所有节点的执行逻辑。

小结:这就是Zookeeper的2PC模式,通过一个Leader去协调所有机器节点的事务更新状态,这也保证了Zookeeper的CP(一致性和分区容错性),

了解完Leader的作用,Leader是如何产生的呢?

选举机制:Zookeeper的配置文件中并没有规定谁是Leader,他是内部进行了一个选举机制。简单来说myid越大成为Leader的机会越大,而当机器数达到一半时,因为半数机制,就会选举出Leader。

半数机制:集群中半数以上机器存活,集群可用,所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。

扩展监听器原理:
1. 在main主线程中创建Zookeeper客户端,这时会创建网络连接通信线程(Connect)和负责监听(Listener)两个线程;
2. Connect会连接需要监听的机器,并将注册的监听事件发送给Zookeeper集群;
3. 在Zookeeper集群的注册监听列表中将新注册的监听事件添加到列表中;
4. 当Zookeeper集群监听到监听列表中有数据或路径发生变化,将会把消息发送给Zookeeper客户端的Listener线程;
5. Listener线程内部调用process()

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