Zookeeper基礎

在深入學習ZooKeeper工作之前，讓我們一起來看看ZooKeeper 的一些基本概念。我們將在本章討論下列主題 -

ZooKeeper的體系結構

看看下面的圖。它描繪ZooKeeper 的「客戶端 - 服務器架構」。

Architecture

ZooKeeper 架構的一部分組件如下表中所解釋。

部分

描述

Client

客戶端，在我們的分佈式應用集羣的一個節點，從服務器獲取信息。對於一個特定的時間間隔，每個客戶端將消息發送到服務器，以讓服務器都知道客戶機是活的。

同樣，服務器會發送一個確認當客戶端連接。如果沒有從所連接的服務器的響應，客戶端自動重定向消息到另一個服務器

Server

服務器，ZooKeeper集成的一個節點，提供所有的服務提供給客戶。給出應答客戶，告知該服務器還活着

合組

ZooKeeper 服務器組。節點所需要形成的合奏的最小數目爲3

Leader

它執行自動恢復，如果任何連接的節點的故障的服務器節點。領導者服務啓動

Follower

遵循領導指示服務器節點

下圖顯示了用於內存中表示 ZooKeeper 文件系統的樹形結構。 ZooKeeper節點被稱爲znode。每個znode由一個名稱識別，並通過路徑（/）序列隔開。

在圖中，首先有一個根znode，它由「/」分隔。在根下，有兩個邏輯命名空間 config 和 workers。
在config命名空間用於集中配置管理以及 workers 命名空間用於命名。
在 config 命名空間下，每個znode可以存儲高達 1MB 的數據。這類似於UNIX文件系統，不同的是父 znode 也可以存儲數據。這種結構的主要目的是存儲同步數據以及描述znode的元數據。這種結構被稱爲 ZooKeeper數據模型。

Hierarchical

在 ZooKeeper 數據模型中每個 znode 維護一個 stat 結構。一個統計（stat ）只是提供了一個 znode 元數據。它由版本號，動作控制列表（ACL），時間戳和數據長度組成。

版本號 − 每個znode都有一個版本號，這意味着每個相關的時間使用節點改變數據，其相應的版本號也將增加。使用版本號是重要的，在多個 zookeeper 的客戶端正在努力通過相同znode執行操作。
動作控制列表（ACL） −ACL是基本的身份驗證機制，用於訪問znode。它管理所有的znode讀寫操作。
時間戳 − 時間戳表示過去時間，從znode創建和修改起算。它通常以毫秒錶示。ZooKeeper 確定每次從「事務ID」（zxid）更改znodes。Zxid是獨特的，爲每個事務處理維持時間，使您可以輕鬆地識別從一個請求到另一個請求經過的時間。
數據長度 − 存儲在 znode 數據的合計量是數據長度。可以存儲的最大數據容量爲1MB。

Znodes 被歸類爲持久性，順序和短暫。

持久性znode − 持久性 znode 處於活動狀態，即使客戶端，它創造了特定的 znode。默認情況下，所有的 znodes 是持久的，除非另有說明。
短暫znode − 短暫znodes活躍，直到客戶端還活着。當客戶端被從 ZooKeeper 集合斷開連接，然後znodes自動刪除。由於這個原因，只有短暫znodes不允許再有一個子。如果短週期znode被刪除，那麼下一個合適的節點，將填補其位置。短暫znodes 發揮在領導選舉中起重要作用。
連續znode − 連續znodes可以是持久或短暫的。當一個新的znode作爲連續znode創建的，則 ZooKeeper 通過將10位的序列號爲原始名稱設置znode的路徑。例如，如果使用路徑 /myapp 來創建一個znode作爲連續znode，ZooKeeper將改變路徑 /myapp0000000001並設置一個序列號爲0000000002。如果兩個連續znodes同時被創建，ZooKeeper從來不使用相同數量在每個znode上。連續znodes在鎖定和同步中起到重要作用。

會話對於 ZooKeeper 操作是非常重要的。請求在會話 FIFO 順序執行。當一個客戶端連接到服務器，會話將建立一個會話ID並分配給客戶端。

客戶端在特定的時間間隔發送心跳來保持會話有效。如果 ZooKeeper 從客戶端接收檢測信號超過在服務的開始指定的期間（會話超時），它認爲該客戶死亡。

會話超時通常以毫秒錶示。當一個會話因任何原因而結束，該會話期間短暫創造了的 znodes 會被刪除。

監視是一個簡單的機制，在ZooKeeper集合通知下以獲取客戶有關的變化。客戶端可以設置監視，同時讀取特定znode。監視發送通知給註冊的客戶機對任何znode（在其上的客戶端寄存器）的變化。

節點改變時znode或子znode變化相關聯的數據也會被修改。監視只被觸發一次。如果客戶想要再次通知，則必須通過另一次讀操作來完成。當一個連接會話已過期，客戶端會從服務器斷開，並在相關的監視也將被刪除。