Zookeeper的功能以及工作原理

原理功能

4.Zookeeper通知机制

客户端注册监听它关心的目录节点,当目录节点发生变化(数据改变、被删除、子目录节点增加删除)时,zookeeper会通知客户端。

5.Zookeeper做了什么?

1.命名服务   2.配置管理   3.集群管理   4.分布式锁  5.队列管理

6.Zookeeper命名服务

在zookeeper的文件系统里创建一个目录,即有唯一的path。在我们使用tborg无法确定上游程序的部署机器时即可与下游程序约定好path,通过path即能互相探索发现。

9.Zookeeper分布式锁

有了zookeeper的一致性文件系统,锁的问题变得容易。锁服务可以分为两类,一个是保持独占,另一个是控制时序。 

对于第一类,我们将zookeeper上的一个znode看作是一把锁,通过createznode的方式来实现。所有客户端都去创建 /distribute_lock 节点,最终成功创建的那个客户端也即拥有了这把锁。用完删除掉自己创建的distribute_lock 节点就释放出锁。 

对于第二类, /distribute_lock 已经预先存在,所有客户端在它下面创建临时顺序编号目录节点,和选master一样,编号最小的获得锁,用完删除,依次方便。

10.Zookeeper队列管理

两种类型的队列:

1、同步队列,当一个队列的成员都聚齐时,这个队列才可用,否则一直等待所有成员到达。 

2、队列按照 FIFO 方式进行入队和出队操作。 

第一类,在约定目录下创建临时目录节点,监听节点数目是否是我们要求的数目。 

第二类,和分布式锁服务中的控制时序场景基本原理一致,入列有编号,出列按编号。

11.分布式与数据复制 

Zookeeper作为一个集群提供一致的数据服务,自然,它要在所有机器间做数据复制。数据复制的好处: 

1、容错:一个节点出错,不致于让整个系统停止工作,别的节点可以接管它的工作; 

2、提高系统的扩展能力 :把负载分布到多个节点上,或者增加节点来提高系统的负载能力; 

3、提高性能:让客户端本地访问就近的节点,提高用户访问速度。 

从客户端读写访问的透明度来看,数据复制集群系统分下面两种: 

1、写主(WriteMaster) :对数据的修改提交给指定的节点。读无此限制,可以读取任何一个节点。这种情况下客户端需要对读与写进行区别,俗称读写分离; 

2、写任意(Write Any):对数据的修改可提交给任意的节点,跟读一样。这种情况下,客户端对集群节点的角色与变化透明。

对zookeeper来说,它采用的方式是写任意。通过增加机器,它的读吞吐能力和响应能力扩展性非常好,而写,随着机器的增多吞吐能力肯定下降(这也是它建立observer的原因),而响应能力则取决于具体实现方式,是延迟复制保持最终一致性,还是立即复制快速响应。

14.Zookeeper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。 

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