極簡介紹Zookeeper,我想跟你聊這些!
大家好,我是冰河~~
從今天開始,我們正式更新【精通Zookeeepr系列】專題內容,首先我們對Zookeeper的基礎內容做下簡單的回顧和總結。本文的總體內容如下。
什么是Zookeeper?
簡單來說,Zookeeper是一個開源的分布式協同服務系統,Zookeeper的設計目標就是把復雜并且容易出錯的分布式協同服務進行封裝,并抽象出一個高效可靠的原語接口,并對外提供一系列簡單的接口為其他服務調用。其他應用只要使用Zookeeper提供的接口,就可以實現各種分布式應用。例如:分布式鎖、分布式選舉,主從切換等等。這些案例我們在實戰內容中會詳細說明。
Zookeeper發展史
Zoookeeper最早是雅虎為了解決內部多個系統之間的協同問題而研發的,后來將其開源并捐贈給了Apache組織。后來Zookeeper在開源界被廣泛使用。這里,我列舉幾個使用了Zookeeper的著名的開源項目。
- Hadoop:使用Zookeeper來提供NameNode的高可用機制。
- HBase:使用Zookeeper來保證整個集群中只有一個Master節點,保存集群中的RegionServer列表,保存hbase:meta表的位置。
- Kafka:使用Zookeeper來對進群中的成員進行管理,并使用Zookeeper提供controller節點的選舉機制。
- Dubbo:使用Zookeeper來實現分布式治理服務的注冊中心。
- SpringCloud:使用Zookeeper來實現微服務注冊中心。
還有很多使用Zookeeper作為分布式協同的開源項目,由于數量比較多,這里就不一一列舉了,小伙伴們可以自行通過網絡查閱。
Zookeeper應用場景
簡單點說,Zookeeper可以應用于以下場景當中。
- 配置管理。
- DNS服務。
- 組成員管理。
- 各種分布式鎖。
- 分布式選舉。
- 數據一致性場景。
但是,需要注意的是:Zookeeper只適合于存儲和協同相關的關鍵數據,不適合用來存儲大數據量的數據。
Zookeeper服務的使用
一般情況下,我們在使用Zookeeper時,是通過Zookeeper庫來連接并使用Zookeeper的,由Zookeeper客戶端負責和Zookeeper集群進行交互。
Zookeeper的數據模型
從本質上講,Zookeeper的數據模型是層次模型,如下所示。
這種層次模型常見于文件系統,而這種層次模型和Key-Value模型是兩種主流的數據模型。Zookeeper使用文件系統模型主要的考慮點如下。
- 文件系統的樹形結構便于表達數據之間的層次關系。
- 文件系統的樹形結構便于為不同的應用分配獨立的命名空間。
在Zookeeper中,層次結構的每個節點叫做znode,它不同于文件系統,每個節點都可以保存數據,而且每個節點都有一個版本號,版本號從0開始遞增計數。
接下來,我們再來看一個Zookeeper節點的具體示例。
例如,上圖中有三個子樹,三個子樹分別應用于app1、app2和app3三個應用。其中app1的子樹實現了一個簡單的組成員協議,也就是每個客戶端進行p創建一個znode在/app1節點下,而且每個進程創建的znode是以/app1/p_1,/app1/p_2,...,/app1/p_n 這種結構依次存放。只要 /app1/p_n 節點存在,就說明Pn進程在正常的運行。
Zookeeper的節點分類
總體來說,Znode節點可以分為以下四類。
一個Znode節點可以是持久性的,也可以是臨時性的。
持久性的Znode:創建節點后即使Zookeeper集群宕機,或者Zookeeper客戶端宕機,節點也不會丟失。
臨時性的Znode:Zookeeper客戶端宕機或者客戶端在指定的超時時間內沒有給Zookeeper集群發送消息,那么這個節點就會消失。
Znode節點也可以是順序性的,所謂的順序性,就是指每個節點會關聯一個唯一的單調遞增整數,這個單調遞增的整數就是Znode節點名稱的后綴,比如:/app1/p_1,/app1/p_2等,由此,Znode又有如下兩種分類:
持久順序性的Znode:除了具備持久性的Znode的特性之外,Znode的名稱還具備順序性。
臨時順序性的Znode:除了具備臨時性的Znode的特性之外,Znode的名稱還具備順序性。
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