小菜鸡的我:
用途跟功能不是一个意思咩?
小菜鸡的我(幸好我刷过面试题),无所畏惧
命名服务就是:
命名服务是指通过指定的名字来获取资源或者服务地址。Zookeeper可以创建一个全局唯一的路径,这个路径就可以作为一个名字。被命名的实体可以是集群中的机器,服务的地址,或者是远程的对象等。一些分布式服务框架(RPC、RMI)中的服务地址列表,通过使用命名服务,客户端应用能够根据特定的名字来获取资源的实体、服务地址和提供者信息等。
配置管理: :
实际项目开发中,我们经常使用.properties或者xml需要配置很多信息,如数据库连接信息、fps地址端口等等。因为你的程序一般是分布式部署在不同的机器上(如果你是单机应用当我没说),如果把程序的这些配置信息保存在zk的znode节点下,当你要修改配置,即znode会发生变化时,可以通过改变zk中某个目录节点的内容,利用watcher通知给各个客户端,从而更改配置。
集群管理
集群管理包括集群监控和集群控制,其实就是监控集群机器状态,剔除机器和加入机器。zookeeper可以方便集群机器的管理,它可以实时监控znode节点的变化,一旦发现有机器挂了,该机器就会与zk断开连接,对用的临时目录节点会被删除,其他所有机器都收到通知。新机器加入也是类似酱紫,所有机器收到通知:有新兄弟目录加入啦。
小菜鸡的我(我先想想):
ZooKeeper的视图数据结构,很像Unix文件系统,也是树状的,这样可以确定每个路径都是唯一的。zookeeper的节点统一叫做znode,它是可以通过路径来标识,结构图如下:
根据节点的生命周期,znode可以分为4种类型,分别是持久节点(PERSISTENT)、持久顺序节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL)、临时节点(EPHEMERAL)、临时顺序节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)
持久节点(PERSISTENT)
这类节点被创建后,就会一直存在于Zk服务器上。直到手动删除。
持久顺序节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL)
它的基本特性同持久节点,不同在于增加了顺序性。父节点会维护一个自增整性数字,用于子节点的创建的先后顺序。
临时节点(EPHEMERAL)
临时节点的生命周期与客户端的会话绑定,一旦客户端会话失效(非TCP连接断开),那么这个节点就会被自动清理掉。zk规定临时节点只能作为叶子节点。
临时顺序节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)
基本特性同临时节点,添加了顺序的特性。
小菜鸡的我:
Znode数据节点的代码如下
public class DataNode implements Record { byte data[]; Long acl; public StatPersisted stat; private Set<String> children = null; }
哈哈,Znode包含了存储数据、访问权限、子节点引用、节点状态信息,如图:
为了保证高吞吐和低延迟,以及数据的一致性,znode只适合存储非常小的数据,不能超过1M,最好都小于1K。
小菜鸡的我:
Zookeeper 允许客户端向服务端的某个Znode注册一个Watcher监听,当服务端的一些指定事件触发了这个Watcher,服务端会向指定客户端发送一个事件通知来实现分布式的通知功能,然后客户端根据 Watcher通知状态和事件类型做出业务上的改变。
可以把Watcher理解成客户端注册在某个Znode上的触发器,当这个Znode节点发生变化时(增删改查),就会触发Znode对应的注册事件,注册的客户端就会收到异步通知,然后做出业务的改变。
小菜鸡的我:(我背过书,啊哈哈)
Zookeeper 保证了如下分布式一致性特性:
小菜鸡的我:(完蛋了这题不会)
需要了解事务ID,即zxid。ZooKeeper的在选举时通过比较各结点的zxid和机器ID选出新的主结点的。zxid由Leader节点生成,有新写入事件时,Leader生成新zxid并随提案一起广播,每个结点本地都保存了当前最近一次事务的zxid,zxid是递增的,所以谁的zxid越大,就表示谁的数据是最新的。
ZXID的生成规则如下:
ZXID有两部分组成:
ZXID的低32位是计数器,所以同一任期内,ZXID是连续的,每个结点又都保存着自身最新生效的ZXID,通过对比新提案的ZXID与自身最新ZXID是否相差“1”,来保证事务严格按照顺序生效的。
小菜鸡的我:
Zookeeper集群中,有Leader、Follower和Observer三种角色
Leader
Leader服务器是整个ZooKeeper集群工作机制中的核心,其主要工作:
- 事务请求的唯一调度和处理者,保证集群事务处理的顺序性
- 集群内部各服务的调度者
Follower
Follower服务器是ZooKeeper集群状态的跟随者,其主要工作:
- 处理客户端非事务请求,转发事务请求给Leader服务器
- 参与事务请求Proposal的投票
- 参与Leader选举投票
Observer
Observer是3.3.0 版本开始引入的一个服务器角色,它充当一个观察者角色——观察ZooKeeper集群的最新状态变化并将这些状态变更同步过来。其工作:
- 处理客户端的非事务请求,转发事务请求给 Leader 服务器
- 不参与任何形式的投票
服务器具有四种状态,分别是 LOOKING、FOLLOWING、LEADING、OBSERVING。
- 1.LOOKING:寻找Leader状态。当服务器处于该状态时,它会认为当前集群中没有 Leader,因此需要进入 Leader 选举状态。
- 2.FOLLOWING:跟随者状态。表明当前服务器角色是Follower。
- 3.LEADING:领导者状态。表明当前服务器角色是Leader。
- 4.OBSERVING:观察者状态。表明当前服务器角色是Observer。
小菜鸡的我:
ZooKeeper集群是一主多从的结构:
我们知道集群是主从部署结构,要保证主从节点一致性问题,无非就是两个主要问题:
Zookeeper是采用ZAB协议(Zookeeper Atomic Broadcast,Zookeeper原子广播协议)来保证主从节点数据一致性的,ZAB协议支持崩溃恢复和消息广播两种模式,很好解决了这两个问题:
Leader服务器挂了,所有集群中的服务器进入LOOKING状态,首先,它们会选举产生新的Leader服务器;接着,新的Leader服务器与集群中Follower服务进行数据同步,当集群中超过半数机器与该 Leader服务器完成数据同步之后,退出恢复模式进入消息广播模式。Leader 服务器开始接收客户端的事务请求生成事务Proposal进行事务请求处理。
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