Zookeeper理解-创新互联
1 Zookeeper介绍
Zookeeper是一个开源分布式应用协调服务。
成都创新互联自成立以来,一直致力于为企业提供从网站策划、网站设计、成都网站制作、成都网站设计、外贸营销网站建设、电子商务、网站推广、网站优化到为企业提供个性化软件开发等基于互联网的全面整合营销服务。公司拥有丰富的网站建设和互联网应用系统开发管理经验、成熟的应用系统解决方案、优秀的网站开发工程师团队及专业的网站设计师团队。简单来说,zookeeper = 通知机制 + 文件系统
zookeeper 为什么是奇数
zookeeper有这样一个特性:集群中只要有过半的机器是正常工作的,那么整个集群对外就是可用的。也就是说如果有2个zookeeper,那么只要有1个死了zookeeper就不能用了,因为1没有过半,所以2个zookeeper的死亡容忍度为0;同理,要是有3个zookeeper,一个死了,还剩下2个正常的,过半了,所以3个zookeeper的容忍度为1。
1.1 主要角色
来自服务器端的
>> 领导者(leader),负责进行投票的发起和决议,更新系统状态(数据同步),发送心跳。
>> 学习者(learner),包括跟随者(follower)和观察者(observer)。
>> 跟随者(follower),用于接受客户端请求、向客户端返回结果,在选主过程中参与投票。
>> 观察者(Observer),可以接受客户端请求,将写请求转发给leader,但observer不参加投票过程,只同步leader的状态,observer的目的是为了扩展系统,提高读取速度。
1)leader失效后会在follower中重新选举新的leader
2)每个follower都和leader有连接,接受leader的数据更新操作
3)客户端可以连接到每个server,每个server的数据完全相同
4)每个节点的服务Server,记录事务日志和快照到持久存储
1.2 工作原理
Zookeeper的核心是原子广播,这个机制保证了各个Server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议。
Zab协议有两种模式,它们分别是恢复模式(选主)和广播模式(同步)。当服务启动或者在领导者崩溃后,Zab就进入了恢复模式,恢复模式不接受客户端请求,当领导者被选举出来,且大多数Server完成了和leader的状态同步以后,恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。
1.2.1 Zookeeper节点数据操作流程
1)写操作
发起提案 proposal
quorum 法定人数
1)在Client向Follwer 或 Observer 发出一个写的请求;
2)Follwer 或 Observer 把请求发送给Leader;
3)Leader接收到以后向所有follower发起提案;
4)Follwer收到提案后执行写操作,然后把操作结果发送给Leader;
5)当多数follower返回提案结果后,leader会commit该提议,通知其他Follower 和 Observer 同步信息;
6)Follwer 或Observer把请求结果返回给Client。
2)读操作
1)在Client向Follwer 或 Observer 发出一个读的请求;
2)Follwer 或 Observer 把请求结果返回给Client;
1.3 数据模型
1)ZooKeeper本质上是一个分布式的小文件存储系统;
2)Zookeeper表现为一个分层的文件系统目录树结构(不同于文件系统的是,节点可以有自己的数据,而文件系统中的目录节点只有子节点),每个节点可以存少量的数据。
3)每个节点称做一个ZNode。每个ZNode都可以通过其路径唯一标识。
4)圆形节点可以含有子节点,多边形节点不能含有子节点。一个节点对应一个应用,节点存储的数据就是应用需要的信息,比如HA状态active、standby。
1.4 主要特点
最终一致性:client不论连接到哪个Server,展示给它都是同一个视图,这是zookeeper最重要的特性;
可靠性:具有简单、健壮、良好的性能,如果消息被某一台服务器接受,那么它将被所有的服务器接受;
实时性:Zookeeper保证客户端将在一个时间间隔范围内获得服务器的更新信息,或者服务器失效的信息。 但由于网络延时等原因,Zookeeper不能保证两个客户端能同时得到刚更新的数据,如果需要最新数据,应该在读数据之前调用sync()接口;
等待无关(wait-free):慢的或者失效的client,不得干预快速的client的请求,使得每个client都能有效的等待;
原子性:更新只能成功或者失败,没有中间状态;
顺序性:按照客户端发送请求的顺序更新数据;
1.5 应用场景
数据发布与订阅
应用配置集中到节点上,应用启动时主动获取,并在节点上注册一个watcher,每次配置更新都会通知到应用。
发布订阅模式
命名空间服务
分布式命名服务,创建一个节点后,节点的路径就是全局唯一的,可以作为全局名称使用。
分布式通知/协调
不同的系统都监听同一个节点,一旦有了更新,另一个系统能够收到通知。
分布式锁
Zookeeper能保证数据的强一致性,用户任何时候都可以相信集群中每个节点的数据都是相同的。一个用户创建一个节点作为锁,另一个用户检测该节点,如果存在,代表别的用户已经锁住,如果不存在,则可以创建一个节点,代表拥有一个锁。
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集群管理
每个加入集群的机器都创建一个节点,写入自己的状态。监控父节点的用户会收到通知,进行相应的处理。离开时删除节点,监控父节点的用户同样会收到通知。
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