zookeeper入门学习

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了zookeeper入门学习相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

 

概述:

  ZooKeeper是Hadoop的开源子项目(Google Chubby的开源实现),它是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统,提供的功能包括:配置维护、命名服务、分布式同步、组服务等。

  Zookeeper中的角色主要有以下三类,如下表所示:

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Leader主要有三个功能:

  1. 恢复数据;

  2. 维持与Learner的心跳,接收Learner请求并判断Learner的请求消息类型;

  3. Learner的消息类型主要有PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息,根据不同的消息类型,进行不同的处理。

  PING消息是指Learner的心跳信息;REQUEST消息是Follower发送的提议信息,包括写请求及同步请求;ACK消息是Follower的对提议的回复,超过半数的Follower通过,则commit该提议;REVALIDATE消息是用来延长SESSION有效时间。

Leader的工作流程简图如下所示,在实际实现中,流程要比下图复杂得多,启动了三个线程来实现功能。

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Follower主要有四个功能:

  1. 1. 向Leader发送请求(PING消息、REQUEST消息、ACK消息、REVALIDATE消息);

  2. 2 .接收Leader消息并进行处理;

  3. 3 .接收Client的请求,如果为写请求,发送给Leader进行投票;

  4. 4 .返回Client结果。

Follower的消息循环处理如下几种来自Leader的消息:

  1. PING消息: 心跳消息;

  2. PROPOSAL消息:Leader发起的提案,要求Follower投票;

  3. COMMIT消息:服务器端最新一次提案的信息;

  4. UPTODATE消息:表明同步完成;

  5. REVALIDATE消息:根据Leader的REVALIDATE结果,关闭待revalidate的session还是允许其接受消息;

  6. SYNC消息:返回SYNC结果到客户端,这个消息最初由客户端发起,用来强制得到最新的更新。

Follower的工作流程简图如下所示,在实际实现中,Follower是通过5个线程来实现功能的。

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observer流程和Follower的唯一不同的地方就是observer不会参加leader发起的投票。

 

系统模型如图所示:

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 模型设计目的:

1.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最重要的性能。

2 .可靠性:具有简单、健壮、良好的性能,如果消息m被到一台服务器接受,那么它将被所有的服务器接受。

3 .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。

4 .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。

5.原子性:更新只能成功或者失败,没有中间状态。

6 .顺序性:包括全局有序和偏序两种:全局有序是指如果在一台服务器上消息a在消息b前发布,则在所有Server上消息a都将在消息b前被发布;偏序是指如果一个消息b在消息a后被同一个发送者发布,a必将排在b前面。

运行机制:  

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,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。

为了保证事务的顺序一致性,zookeeper采用了递增的事务id号(zxid)来标识事务。所有的提议(proposal)都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字,它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变,每次一个leader被选出来,它都会有一个新的epoch,标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。

每个Server在工作过程中有三种状态:

  • LOOKING:当前Server不知道leader是谁,正在搜寻

  • LEADING:当前Server即为选举出来的leader

  • FOLLOWING:leader已经选举出来,当前Server与之同步

 

以上是关于zookeeper入门学习的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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