zookeeper的原理和使用

ZooKeeper是一个分布式的,开放源码的分布式应用程序协调服务,它包含一个简单的原语集,分布式应用程序可以基于它实现同步服务,配置维护和命名服务等。Zookeeper是Hadoop的一个子项目,其发展历程无需赘述。在分布式应用中,由于工程师不能很好地使用锁机制,以及基于消息的协调机制不适合在某些应用中使用,因此需要有一种可靠的、可扩展的、分布式的、可配置的协调机制来统一系统的状态,下面主要总结下zookeeper的结构,原理和工作流程。

数据模型

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  • 重要概念

    • znode

    • session

    • watcher

zookeeper特性

  • zookeeper读写模式

  • snapshot

  • FIFO

常用API

  • create
  • delete
  • exists
  • getData
  • sync
  • setAcl
  • getAcl

应用场景

  • 同步服务,配置维护和命名服务
  • 简单互斥锁

zookeeper工作原理

  • 原子广播,保证各个server间同步,实现这种机制的协议是zab协议,zab协议有恢复模式和广播模式,每个server有三种状态:

    • looking:当前server不知道谁是leader
    • leading:当前server即选举为leader
    • following:leader选举出来,与当前server同步
  • 选举流程

    • 选举算法:一种是基于basic paxos实现的,另外一种是基于fast paxos算法实现的

    • 同步流程

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  • 工作流程

    • learder工作流

      • 恢复数据;
      • 维持与Learner的心跳,接收Learner请求并判断Learner的请求消息类型;
      • 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。
    • Follower工作流程

      • 向Leader发送请求
      • 接收Leader消息并进行处理;
      • 接收Client的请求,如果为写请求,发送给Leader进行投票;
      • 返回Client结果。
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