Zookeeper之快速入门

前言

本篇文章主要还是让人快速上手入门，想要深入的话可以通过书籍系统的学习。

简介

是什么

可用于协调、构建分布式应用。

本质上是一个分布式的小文件存储系统。提供基于类似于文件系统的目录树方式的数据存储，并且可以对树中的节点进行有效管理。从而用来维护和监控你存储的数据的状态变化。通过监控这些数据状态的变化，从而可以达到基于数据的集群管理。

ZooKeeper 适用于存储和协同相关的关键数据，不适合用于大数据量存储。

应用场景

配置中心
注册中心
分布式锁
分布式队列
负载均衡器
DNS服务
Master选举

安装

下载地址：https://zookeeper.apache.org/releases.html
创建数据存储目录

拷贝zoo_sample.cfg并重命名为zoo_.cfg，打开并配置数据存储目录

启动服务器和客户端

基础概念

存储模型

类似于文件系统的结构。

Zookeeper 的层次模型称作DataTree。DataTree 的每个节点叫作znode。不同于文件系统，每个节点都可以保存数据。每个节点都有一个版本(version)，版本从0 开始计数。

节点的分类

是否持久？

持久性的：持久化到磁盘。
临时性的：保存在内容中，Server宕机、Client超时未跟Server连接都会丢失（客户端关闭节点也消失）。

是否有序？

持久有序的。
临时有序的。

每个顺序节点，都分配一个唯一且是在之前基础上递增的整数。

客户端命令

帮助help

查询路径下的节点ls

查看根节点：

ls /

查看子节点：

ls /app1

创建节点

普通节点

create /app1

顺序节点

create -s /app2

临时节点

create -e /app3

临时有序节点

create -e -s /app4

查看节点

查询节点数据

get /app1

节点状态

stat /app1

## -------------------------节点的状态信息，也称为stat结构体---------------------
cZxid = 0x17f ## 该数据节点被创建时的事务id#其中zxid表示的是zookeeper的事务ID，由64位数字组成，分为高32位和低32位
ctime = Sat Dec 21 19:47:36 CST 2019 ## 该数据节点创建时间
mZxid = 0x17f ## 该数据节点被修改时最新的事物id
mtime = Sat Dec 21 19:47:36 CST 2019 ## 该数据节点最后更新时间
pZxid = 0x183 ## 当前节点的父级节点事务ID
cversion = 4 ## znode子节点变化号，znode子节点修改次数
dataVersion = 0 ## znode数据变化号
aclVersion = 0 ## 访问控制列表的变化号 access control
ephemeralOwner = 0x0 ## 如果临时节点，表示当前节点的拥有者的sessionId。如果不是临时节点，则值为0
dataLength = 6 ## 数据长度
numChildren = 4 ## 子节点数据

修改、删除节点

修改

set /app1 12345

删除

delete /app20000000002

删除多层节点

deleteall /app1

拥有子节点的父节点，无法使用delete删除

案例：使用JAVA API操作ZK

依赖

<dependency><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId><version>3.4.8</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-client</artifactId><version>4.0.0</version><exclusions><exclusion><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId></exclusion></exclusions></dependency><dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-framework</artifactId><version>4.0.0</version><exclusions><exclusion><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId></exclusion></exclusions></dependency><dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-recipes</artifactId><version>4.0.0</version></dependency>

创建节点

创建连接对象

@BeforepublicvoidinitClient(){//初始化Zookeeper的客户端对象clientString connectString ="127.0.0.1:2181";RetryPolicy retryPolicy =newExponentialBackoffRetry(3000,100);int sessionTimeoutMs =60*1000;//当前客户端会话超时时间int connectionTimeoutMs =15*1000;//连接超时时间
        client =CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, sessionTimeoutMs,
                        connectionTimeoutMs, retryPolicy);}@Afterpublicvoiddestroy(){
        client.close();}

创建节点

@Afterpublicvoiddestroy(){
        client.close();}@TestpublicvoidcreateNode()throwsException{//3种方式，四种节点类型
        client.start();//方式1: 创建空节点//        client.create().forPath("/app3");//方式2: 创建有内容节点//        client.create().forPath("/app4", "app3Node".getBytes());//方式3: 创建多层节点//        client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath("/app5/a", "aa".getBytes());//节点节点类型1 : 持久节点                   CreateMode.PERSISTENT//节点节点类型2 : 临时节点【客户端关闭则节点消失】CreateMode.EPHEMERAL//        client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/app6", "app5Node".getBytes());//节点节点类型3 : 持久节点+自带序号 CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL//        client.create().withMode(CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL).forPath("/app7", "app6Node".getBytes());//节点节点类型4 : 临时节点+自带序号【客户端关闭则节点消失】CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL//        client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL).forPath("/app8", "app6Node".getBytes());//Thread.sleep(9000);//休眠9秒，观察效果//3.关闭客户端，释放资源
        client.close();}

修改节点数据

@TestpublicvoidupdateNode()throwsException{
        client.start();
        client.setData().forPath("/app1","app1Node".getBytes());
        client.close();}

查询节点数据

@TestpublicvoidgetNode()throwsException{//1.开启客户端
        client.start();//2.获取节点数据byte[] nodeDateBytes = client.getData().forPath("/app1");System.out.println("节点数据 = "+newString(nodeDateBytes));//3.关闭客户端，释放资源
        client.close();}

删除节点

@TestpublicvoiddeleteNode()throwsException{//1.开启客户端
        client.start();//2.获取节点数据//方式1: 删除一个节点//client.delete().forPath("/app3");//方式2: 递归删除多个节点//client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/app3");//方式3: 强制删除【避免一些因为网络传输导致的删除不成功】
        client.delete().guaranteed().forPath("/app3");//3.关闭客户端，释放资源
        client.close();}

ZK监听机制详解

watch机制如何运作？

watch机制本质就是订阅发布！采用了推拉结合的模式。

**推 **: 服务端感知到内容变化了，会发送事件信息给关注watch节点的客户端。事件本身是轻量的不含变更内容，这是“推”。
拉 : 客户端收到变更通知事件，客户端需要自己去拉变更数据，这是“拉”。

Watch机制允许客户端在ZooKeeper上的数据节点发生变化时获得通知。它提供了一种事件驱动的编程模型，使得应用程序可以实时地监控和响应数据的变化，而无需持续地查询。

当客户端在某个数据节点上注册了一个Watch，它会在以下三种情况下被触发：

数据节点的创建：当指定节点被创建时，与该节点相关联的Watch会被触发。
数据节点的删除：当指定节点被删除时，与该节点相关联的Watch会被触发。
数据节点的数据更新：当指定节点的数据发生变化时，与该节点相关联的Watch会被触发。

监听原理详解

Zookeeper观察者Watcher由三个部分组成，涉及消息通信及数据存储。

客户端Client
客户端监听管理器WatchManager
Zookeeper服务器Server

监听过程：

Client向Server注册监听事件。
Client将观察者Watcher存储到客户端的WatchManager里。
Server触发对应事件之后，向Client推送（Push）消息通知。
Client线程从WatchManager拿取回调Watcher执行业务逻辑，拉取节点数据（Pull）。

假如我们监听B节点，那么也可以监听B1、B2，但是孙子节点B11无法监听到。

注意：watcher设置后一旦触发一次后就会失效，如果要想一直监听，需要在process回调函数里重新注册相同的 watcher。

Apache Curator框架的监听实现：
Curator对watcher机制做了优化，Curator引入了Cache的概念用来实现对Zookeeper服务器端进行事件监听。Cache是Curator对事件监听的包装，其对事件的监听可以近似看做是一个本地缓存视图和远程Zookeeper视图的对比过程。而且Curator会自动的再次监听，我们就不需要自己手动的重复监听了。

**Curator客户端的Cache共有三种模式： **

监听某节点的变化。
监听某节点的子节点变化。
监听整个树变化。

监听的三种模式

监听某节点的变化

publicclassDemo02Watch{CuratorFramework client;@BeforepublicvoidinitClient(){//初始化Zookeeper的客户端对象clientString connectString ="127.0.0.1:2181";RetryPolicy retryPolicy =newExponentialBackoffRetry(3000,100);int sessionTimeoutMs =60*1000;//当前客户端会话超时时间int connectionTimeoutMs =15*1000;//连接超时时间
        client =CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, sessionTimeoutMs, connectionTimeoutMs, retryPolicy);}@Afterpublicvoiddestroy(){
        client.close();}/**
     * 1.监听节点数据变化
     */@TestpublicvoidlistenNode()throwsException{//1.启动客户端
        client.start();System.out.println("连接Zookeeper成功~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");//2.创建节点监听对象NodeCache : 设置监听节点、监听回调方法NodeCache nodeCache =newNodeCache(client,"/hero");//设置监听节点ChildData currentData = nodeCache.getCurrentData();System.out.println("当前节点数据 = "+ currentData);//开启监听
        nodeCache.start(true);//设置监听回调方法
        nodeCache.getListenable().addListener(newNodeCacheListener(){/**
             * 如果节点数据有变化，回调当前方法
             */@OverridepublicvoidnodeChanged()throwsException{//获取当前节点的数据ChildData currentData = nodeCache.getCurrentData();//获取最新节点名称String path = currentData.getPath();System.out.println("节点名称 = "+ path);//获取最新节点数据byte[] currentDataByte = currentData.getData();System.out.println("修改后节点数据"+newString(currentDataByte));System.out.println("--------------->>");}});//从输入流中读取数据的下一个字节。//阻塞主线程//System.in.read();Thread.sleep(100000);}}

监听节点的子节点

PathChildrenCache是用来监听指定节点的子节点变化情况【新增、修改、删除】。
启动模式：

NORMAL：这是默认的启动模式。在NORMAL模式下，PathChildrenCache会从指定的路径开始监听子节点的变化，并将子节点的当前状态缓存在本地。当有子节点增加、删除或更新时，PathChildrenCache会触发相应的事件通知，并更新本地缓存。
BUILD_INITIAL_CACHE：在使用该模式启动PathChildrenCache之前，需要先调用rebuild()方法来构建初始的缓存。在BUILD_INITIAL_CACHE模式下，PathChildrenCache会首先从ZooKeeper服务器获取指定路径下的所有子节点，并将它们的状态缓存在本地。然后，PathChildrenCache开始监听子节点的变化，并在本地缓存的基础上进行更新。
POST_INITIALIZED_EVENT：在使用该模式启动PathChildrenCache之前，需要先调用rebuild()方法来构建初始的缓存，类似于BUILD_INITIAL_CACHE模式。不同之处在于，使用POST_INITIALIZED_EVENT模式启动PathChildrenCache后，它会在完成初始缓存构建后，发送一个PathChildrenCacheEvent.Type.INITIALIZED类型的事件通知。

如何选用合适的模式？

如果只关心子节点的当前状态，并希望在子节点变化时及时得到通知，可以使用NORMAL模式。
如果需要在启动时获取所有子节点的初始状态，并维护一个本地缓存，可以选择BUILD_INITIAL_CACHE模式。
如果需要在初始缓存构建完成后得到一个初始化完成的事件通知，可以选择POST_INITIALIZED_EVENT模式，其它方面跟BUILD_INITIAL_CACHE差不多。

触发回调的事件类型有哪些？

Type.CONNECTION_RECONNECTED 重新连接
Type.connection_lost 连接丢失
Type.connection_suspended 连接暂停
Type.INITIALIZED 初始化
Type.CHILD_REMOVED 子节点移除
Type.CHILD_ADDED 子节点添加
Type.CHILD_UPDATED 子节点修改

/**
     * 2.监听当前节点的子节点变化，不含节点数据
     */@TestpublicvoidlistenSubNode2()throwsException{//1.启动客户端
        client.start();System.out.println("连接Zookeeper成功~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");//2.创建节点监听对象PathChildrenCache ://参数3，是否缓存数据PathChildrenCache childrenCache =newPathChildrenCache(client,"/hero",true);// 开启监听
        childrenCache.start(PathChildrenCache.StartMode.POST_INITIALIZED_EVENT);// 设置监听回调方法
        childrenCache.getListenable().addListener((client, event)->{//获取修改的数据byte[] bytes = event.getData().getData();System.out.println("节点内数据 = "+newString(bytes));//获取被修改的子节点System.out.println("节点名称 = "+ event.getData().getPath());//获取事件类型//PathChildrenCacheEvent.Type.CONNECTION_RECONNECTED 重新连接//PathChildrenCacheEvent.Type.connection_lost 连接丢失//PathChildrenCacheEvent.Type.connection_suspended 连接暂停//PathChildrenCacheEvent.Type.INITIALIZED 初始化//PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_REMOVED 子节点移除//PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_ADDED 子节点添加//PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_UPDATED 子节点修改PathChildrenCacheEvent.Type type = event.getType();System.out.println("事件触发类型 = "+ type);System.out.println("--------------------------------------------------->>");});//3.阻塞程序System.in.read();}

监听所有节点

/**
 * 3.树形监听所有下级节点变化【模式1+模式2】，含节点数据变更
 */@TestpublicvoidtreeCache()throwsException{//1.启动客户端
    client.start();System.out.println("连接Zookeeper成功~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");//2.创建节点监听对象TreeCache :TreeCache treeCache =newTreeCache(client,"/hero");//启动缓存
    treeCache.start();//添加监听回调方法
    treeCache.getListenable().addListener(newTreeCacheListener(){@OverridepublicvoidchildEvent(CuratorFramework client,TreeCacheEvent event)throwsException{//获取修改的数据byte[] bytes = event.getData().getData();System.out.println("节点内数据 = "+newString(bytes));//获取被修改的子节点System.out.println("节点名称 = "+ event.getData().getPath());//获取事件类型//TreeCacheEvent.Type.CONNECTION_RECONNECTED 重新连接//TreeCacheEvent.Type.connection_lost 连接丢失//TreeCacheEvent.Type.connection_suspended 连接暂停//TreeCacheEvent.Type.INITIALIZED 初始化//TreeCacheEvent.Type.NODE_REMOVED 子节点移除//TreeCacheEvent.Type.NODE_ADDED 子节点添加//TreeCacheEvent.Type.NODE_UPDATED 子节点修改TreeCacheEvent.Type type = event.getType();System.out.println("事件触发类型 = "+ type);System.out.println("--------------------------------------------------->>");}});//3.阻塞程序System.in.read();}

结尾

假如你认真读完本篇，那么你已经超越很多人了。

如果你对其感兴趣，可以看看下一篇，我们基于ZK手写一个简单的分布式锁，加强实践，巩固知识。https://blog.csdn.net/qq_38974073/article/details/135293504

标签： zookeeper 分布式云原生

本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_38974073/article/details/135293106
版权归原作者 微风至夏 所有，如有侵权，请联系我们删除。

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前言

简介

是什么

应用场景

安装

基础概念

存储模型

节点的分类

客户端命令

帮助help

查询路径下的节点ls

创建节点

查看节点

查询节点数据

节点状态

修改、删除节点

案例：使用JAVA API操作ZK

依赖

创建节点

修改节点数据

查询节点数据

删除节点

ZK监听机制详解

watch机制如何运作？

监听原理详解

监听的三种模式

监听某节点的变化

监听节点的子节点

监听所有节点

结尾

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