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idmtime = 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IDcversion = 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 controlephemeralOwner = 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0dataLength = 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

@Beforepublic void initClient() {//初始化Zookeeper的客户端对象clientString connectString = "127.0.0.1:2181";RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(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);}@Afterpublic void destroy() {client.close();}

创建节点

@Afterpublic void destroy() {client.close();}@Testpublic void createNode() throws Exception {//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

@Testpublic void updateNode() throws Exception {client.start();client.setData().forPath("/app1", "app1Node".getBytes());client.close();}

查询节点数据

@Testpublic void getNode() throws Exception {//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 = " + new String(nodeDateBytes));//3.关闭客户端，释放资源client.close();}

删除节点

@Testpublic void deleteNode() throws Exception {//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

public class Demo02Watch {CuratorFramework client;@Beforepublic void initClient() {//初始化Zookeeper的客户端对象clientString connectString = "127.0.0.1:2181";RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(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);}@Afterpublic void destroy(){client.close();}/** * 1.监听节点数据变化 */@Testpublic void listenNode() throws Exception {//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 = new NodeCache(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(new NodeCacheListener() {/** * 如果节点数据有变化，回调当前方法 */@Overridepublic void nodeChanged() throws Exception {//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" + new String(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 */@Testpublic void listenSubNode2() throws Exception {//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 = new PathChildrenCache(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 = " + new String(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 */@Testpublic void treeCache() throws Exception {//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 = new TreeCache(client, "/hero");//启动缓存treeCache.start();//添加监听回调方法treeCache.getListenable().addListener(new TreeCacheListener() {@Overridepublic void childEvent(CuratorFramework client, TreeCacheEvent event) throws Exception {//获取修改的数据byte[] bytes = event.getData().getData();System.out.println("节点内数据 = " + new String(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

Zookeeper之快速入门

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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