Java连接Zookeeper以及书写简单增删改查的方法

  摘要：本笔记主要记录了使用IDEA创建一个Maven项目并使用Maven配置文件下载Zookeeper连接驱动，连接云服务器的Zookeeper服务并书写一些简单的增删改查方法的过程。

• Java连接Zookeeper以及书写简单增删改查的方法
  • 1.创建Maven项目
  • 2.Zookeeper的连接操作
  • 3.Zookeeper的添加操作
  • 4.Zookeeper的删除操作
  • 5.Zookeeper的修改操作
  • 6.Zookeeper的查找操作

1.创建Maven项目

  Maven是什么？Maven实际上是一个项目管理工具，Maven分为Maven仓库和Maven命令两部分，其中Maven仓库是存放各种jar包驱动各种插件的地方，这里存放了所有我们在构建项目过程中可能用到的jar包，Maven命令是Maven中带有的一些脚本操作，这些命令将我们在项目构建过程中的一些操作进行了打包，比如我们在一个项目完成，将这个项目制作成一个war包或者jar包的时候，需要很多操作，才能让它变成一个合法的war包或jar包并进行最终的部署，但是使用Maven我们可以一键完成这个过程，鉴于我自己也是在初学Maven，很多东西的认知比较浅，对于Maven目前也是止步于创建并简单的使用Maven项目，因此在这里不再进行过多的解释，我们目前阶段只须记住：Maven可以管理jar包，Maven项目中可以使用配置文件让Maven自动的下载我们想要的jar包并完成自动导入，不需要我们亲自在网上找并手动导入，方便了我们的操作。接下来，让我们尝试着创建一个Maven项目：

  我们新建一个Maven项目，至于模板我们可以不选，操作出如上界面后我们直接点击next即可，

  我们起一个名字，然后点击finish就可以了，成功后如下图所示，我们直接进入了pom配置文件，我们使用该文件可以进行配置：

  我们先将该项目的Maven路径修改成自己的，并将Maven配置文件也修改成自己的，这里是因为idea自带的Maven中的配置的Maven仓库地址是一个外网地址，我们一般的网络访问不到，可能会出现由于下载不了jar包而导致项目一直报错的情况，我在下载Maven的时候，已经将其中的配置文件进行了修改，将Maven仓库的镜像改成了阿里巴巴的镜像，这样一来我们就可以下载各种jar包了，因此在idea中我们需要将Maven的路径改成自己的，配置文件也要修改成自己的，具体操作如下图所示：

  首先我们点击file，然后选择setting，就会出现如图所示的窗口，之后我们可以在蓝色箭头的搜索栏中搜索Maven，然后直接就会跳转到Maven配置的界面，按照图中提示，我们可以进行相应的配置，配置完成后如图所示：

  红框中的两个位置都要修改成自己的，之后点击确认即可。万事大吉后，我们就可以修改pom文件，让Maven自动为我们下载链接Zookeeper的启动就好了。我们在pom文件的properties标签的后边加入下面的配置信息：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
        <artifactId>zookeeper</artifactId>
        <version>3.4.12</version>
    </dependency>
</dependencies>

  代码如上图所示，加入配置信息之后，idea就会自动下载zookeeper的相关控制jar包，我们现在可以发现在扩展目录下，jar包已经被下载好了，如图所示：

  至此，支持连接zookeeper的环境就搭建好了，我们现在就可以书写连接zookeeper以及控制zookeeper的方法了。

2.Zookeeper的连接操作

  首先我们创建一个测试各种方法的类，如图所示：

  之后我们先要在类中定义两个重要字段，其中一个是提供zookeeper服务的服务器地址字段，一个是超时时间字段，服务器地址字段是干啥用的不必多说，超时时间的含义是一旦连接服务的时间超过了所设定的时间，就会认定为连接失败并终止这个连接操作，我们定义字段如下：

public static final String serverAddress = "XXX.XXX.XXX.XXX:YYYY";
public static final int timeout = 15000;

  其中serverAddress是服务地址，XXX部分是服务器公网地址，YYYY部分是zookeeper服务的端口，这个端口通常来说是2181，我们也可以通过配置文件将其修改成自己想要的端口。之后我们就可以书写zookeeper的连接方法了，如下图所示：

  创建zookeeper连接的方式很简单，就是使用Zookeeper的构造方法，输入参数：服务地址和超时时间，然后创建一个对象即可，但是我们发现这里报错了，这是因为在Zookeeper的jar包源码中，在Zookeeper的形参列表为服务地址和超时时间的构造器中抛出了一个异常，为什么抛出这个异常呢？因为这种远程连接的建立不是100%成功的，因此在这里抛出了一个IO异常，现在让我们来看看源码：

  我们可以发现这些构造器中均抛出了IO异常，因此在我们的代码这里可以选择继续抛出，也可以选择做一个try/catch操作，这里我做一个try/catch操作。如图所示：

  这样一来就不会报错了，在这里我们不仅可以使用try/catch的操作，还可以使用在方法体上直接抛出这个异常，让更上一层的调用者去处理这个异常，这种方法是在方法体上添加throws关键词，两种方法都可以，下面附上我的代码：

	/**
     * @description:
     * @param
     * @return: org.apache.zookeeper.ZooKeeper
     * @author: 李若白
     * @time: 4/5/2022 5:32 PM
     */
    public static ZooKeeper connect(){
        System.out.println("开始获取zookeeper连接...");
        ZooKeeper zk = null;
        try {
            zk = new ZooKeeper(serverAddress,timeout,null);
            System.out.println("获取连接成功!");
            return zk;
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("获取连接时出现异常，请重试...");
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

  我们试运行一下：

  连接成功！

3.Zookeeper的添加操作

  接下来我们书写添加操作，首先我们确定框架如下，zkConnect是我们刚获取的连接，node是我们选定的zookeeper节点，data是我们想要插入的zookeeper数据：

  之后我们要根据zookeeper驱动中提供的方法，创建一个节点并将这个节点放入到zookeeper的存储结构中去，我们书写代码如下：

  其中acl变量指的是节点权限，我们进入源码中可以发现：

  Ids下有这么几个不同的权限，我们在穿件Zookeeper节点的时候，需要为其赋予权限，这些权限的信息就存在这里，这些权限的含义为：

OPEN_ACL_UNSAFE:完全开放的ACL，任何连接的客户端都可以操作该属性znode
CREATOR_ALL_ACL:只有创建者才有ACL权限
READ_ACL_UNSAFE:只能读取ACL

  之后我们继续书写代码，我们之后又加入一行：

  新的一行代码的含义是节点类型，这个节点类型信息同样在源码中可以看到，如下：

  节点类型一共有四种，介绍如下：

PERSISTENT:持久性的节点，目录不会丢失
PERSISTENT_SEQUENTAL:存储的数据不会丢失，并且根据当前已经存在的节点数目自动加1，然后返回给客户端已经成功创建的目录节点名
EPHEMERAL:临时目录节点，一旦创建这个节点的客户端与服务器端口也就是session超时，这种节点就会被删除
EPHEMERAL_SEQUENTAL:临时自动编号节点，一旦创建这个节点的客户端与服务器端口也就是session超时，这种节点就会被删除

  现在我们权限也有了，类型也有了，数据也有了，就要创建节点了，我们继续书写代码：

  这个create也是有源码的，我们去看看：

  我们发现自己书写的代码在data出报错，这是因为在源码中，data应该是byte[]类型的，而非String类型，同时我们还发现了create方法要抛出两个异常，在之后的书写中我们要注意，我们首先将data处的错误解决：

  如图所示我已经将所有问题解决了，接下来我们可以测试看看：

  可见客户端已经提示创建成功，我们接下来在服务器上看看是否真的已经创建成功：

  可见确实已经创建成功了，下面我附上代码：

	/**
     * @description:
     * @param zkConnect zookeeper连接
     * @param node 我们选定的zookeeper节点
     * @param data 我们想要插入的数据
     * @return: void
     * @author: 李若白
     * @time: 4/5/2022 5:57 PM
     */
    public static void create(ZooKeeper zkConnect,String node,String data){
        System.out.println("开始创建节点："+node+"，节点数据为："+data);
        List<ACL> acl = ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE;//这个参数是节点权限，在Zookeeper中每个节点有各自的权限，我们使用acl并变量存储权限
        CreateMode createMode = CreateMode.PERSISTENT;//这个参数是节点类型
        try {
            zkConnect.create(node,data.getBytes(),acl,createMode);
            System.out.println("创建成功!");
        } catch (KeeperException e) {
            System.out.println("创建失败!");
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("创建失败!");
            e.printStackTrace();
        }
    }

4.Zookeeper的删除操作

  接下来我们书写删除操作，有了上面添加的先例，我们就有做删除方法的经验了，和添加一样，在Zookeeper的源码中也是存在基础的删除操作调用的，如图所示：

  在源码中的删除方法中显示其拥有两个参数，其中一个参数叫path，顾名思义，这个参数实际上就是节点的路径，那version是什么呢？version的中文意思是版本，那么为什么删除需要版本，这个版本又是谁的版本呢？这个版本号是zookeeper节点的版本号，在zookeeper中每一个节点都有一个自己的版本号，当我们将版本号参数设定为-1的时候，含义为无视版本号，那这个版本号具有有什么作用呢？有一种叫做CAS的概念，在操作系统以及并发编程中存在这个概念，此概念的含义为比较并交换，其内部有一个很重要的观念，就是版本号的观念，版本号的加入是为了并发时的安全所设置，目前由于我并没有学习到这个程度，因此仅仅了解到版本号是CAS中的一个观念，目的是为了并发时的安全即可。

  既然知道了zookeeper中的节点有版本号，那我们就需要想办法获取版本号，接下来我们看代码：

  想要删除一个节点，首先要确认zookeeper的存储结构中有没有这个节点，因此我们首先用exists进行判断，如果有的话，那么exists这个方法就不会抛出异常，并返回该节点的信息，其中该节点的版本信息就存放在了这个返回信息中，我们可以根据这个返回信息来获取当前该节点正确的版本号，进而进行删除操作，接下来我们测试一下：

  我们在服务端看一看是否还有这个节点：

  删除成功！在下边我附上代码：

	/**
     * @description:
     * @param zkConnect
     * @param node
     * @return: void
     * @author: 李若白
     * @time: 4/5/2022 10:14 PM
     */
    public static void delete(ZooKeeper zkConnect,String node){
        try {
            Stat stat = zkConnect.exists(node,false);
            System.out.println("开始删除节点："+node);
            zkConnect.delete(node,stat.getVersion());
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

5.Zookeeper的修改操作

  接下来我们书写修改操作，有了删除操作的经验，我们书写修改操作就可以变得很容易了，我们首先查看源码：

  除去一些必要的因素，我们注意到了在set操作中有一个data参数，这个参数是我们想要为该节点设置的新值，因此我们可以自己书写代码如下：

  逻辑同样是先判断是否存在节点，之后调用驱动中的方法进行值的更新，这里测试结果不再展示，自测成功，下面附上代码：

	/**
     * @description:
     * @param zkConnect
     * @param node
     * @param data
     * @return: void
     * @author: 李若白
     * @time: 4/5/2022 10:19 PM
     */
    public static void setNode(ZooKeeper zkConnect,String node,String data) throws InterruptedException, KeeperException {
        Stat stat = zkConnect.exists(node,false);
        zkConnect.setData(node,data.getBytes(),stat.getVersion());
        System.out.println("新值设定成功!");
           
        
    }

6.Zookeeper的查找操作

  接下来我们书写查找操作，查找操作的逻辑同上，仅展示代码：

  下面附上代码：

	/**
     * @description:
     * @param zooKeeper
     * @param node
     * @return: void
     * @author: 李若白
     * @time: 4/5/2022 10:23 PM
     */
    public static void getNode(ZooKeeper zooKeeper,String node) throws InterruptedException, KeeperException {
        Stat stat = zooKeeper.exists(node,false);
        String info = new String(zooKeeper.getData(node,false,stat));
    }