ZooKeeper是一個(gè)分布式的，開放源碼的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，它是一個(gè)為分布式應(yīng)用提供一~致性服務(wù)的軟件，所提供的功能包括:配置維護(hù)、域名服務(wù)、分布式同步、組服務(wù)等。下面我們介紹一下典型的分布式環(huán)境下遇到的一些典型問題的解決辦法。
1.集群管理(Group Membership)
ZooKeeper能夠很容易地實(shí)現(xiàn)集群管理的功能，如圖1.15所示。如果多臺(tái)Server組成一個(gè)服務(wù)集群，那么必須有一個(gè)“總管”知道當(dāng)前集群中每臺(tái)機(jī)器的服務(wù)狀態(tài)，一旦有機(jī)器不能提供服務(wù)，就必須知會(huì)集群中的其他集群，并重新分配服務(wù)策略。同樣，當(dāng)集群的服務(wù)能力增加時(shí)，就會(huì)增加一臺(tái)或多臺(tái)Server， 這些也必須讓“總管”知道。
Zo0 Keeper不僅能夠維護(hù)當(dāng)前集群中機(jī)器的服務(wù)狀態(tài)，而且能夠選出一個(gè)“總管”，讓“總管”來管理集群一這就是 Zookeeper I的另一個(gè)功能 Leader Election。
它的實(shí)現(xiàn)方式是在 Zookeeper上創(chuàng)建一個(gè) EPHEMERAL類型的目錄節(jié)點(diǎn)，然后每個(gè) Server在它們創(chuàng)建目錄節(jié)點(diǎn)的父目錄節(jié)點(diǎn)上調(diào)用 getchildrenf String path， Boolean watch)方法并設(shè)置 watch為true。由于是 EPHEMERAL目錄節(jié)點(diǎn)，當(dāng)創(chuàng)建它的 Server死去時(shí)，這個(gè)目錄節(jié)點(diǎn)也隨之被刪除，所以 Children將會(huì)變化；這時(shí) get Children上的Watch將會(huì)被調(diào)用，通知其他 Server某臺(tái) Server已死了。新增 Server也是同樣的原理。
那么，Z0 Keeper如何實(shí)現(xiàn) Leader Election，也就是選出一個(gè) Master Server呢?和前面的一樣，每臺(tái) Server創(chuàng)建一個(gè) EPHIEMERAL目錄節(jié)點(diǎn)，不同的是它還是一個(gè)SEQUENTIAL目錄節(jié)點(diǎn)，所以它是個(gè) EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點(diǎn)。之所以它是 EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點(diǎn)，是因?yàn)槲覀兛梢越o每臺(tái) Server g編號(hào)。
我們可以選擇當(dāng)前最小編號(hào)的 Server為 Master，假如這個(gè)最小編號(hào)的 Server死去，由于它是 EPHEMERAL節(jié)點(diǎn)，死去的 Server對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)也被刪除，所以在當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)列表中又出現(xiàn)一個(gè)最小編號(hào)的節(jié)點(diǎn)，我們就選擇這個(gè)節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前 Master。這樣就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)選擇 Master，避免傳統(tǒng)上單 Master容易出現(xiàn)的單點(diǎn)故障問題。
2.共享鎖( Locks)
在同一個(gè)進(jìn)程中，共享鎖很容易實(shí)現(xiàn)，但是在跨進(jìn)程或者不同 Server的情況下就不好實(shí)現(xiàn)了。然而 Zookeeper能很容易地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，它的實(shí)現(xiàn)方式也是通過獲得鎖的 Server創(chuàng)建一個(gè) EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點(diǎn)，再通過調(diào)用 getchildren方法，查詢當(dāng)前的目錄節(jié)點(diǎn)列表中最小的目錄節(jié)點(diǎn)是否是自己創(chuàng)建的目錄節(jié)點(diǎn)，如果是自己創(chuàng)建的，那么它就獲得了這個(gè)鎖；如果不是，那么它就調(diào)用 exists(String path，Boolean watch)方法，并監(jiān)控 Zookeeper上目錄節(jié)點(diǎn)列表的變化，直到使自己創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)是列表中最小編號(hào)的目錄節(jié)點(diǎn)，從而獲得鎖。釋放鎖很簡(jiǎn)單，只要?jiǎng)h除前面它自己所創(chuàng)建的目錄節(jié)點(diǎn)即可。
3.隊(duì)列管理
Keener可以外理以下兩種型的隊(duì)列
其一，同步隊(duì)列。即當(dāng)一個(gè)隊(duì)列的成員都聚齊時(shí)，這個(gè)隊(duì)列才可用，否則一直等待所有成員到達(dá)。
其二，隊(duì)列按照FIFO方式進(jìn)行入隊(duì)和出隊(duì)操作，例如實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型。用Zo0 Keeper實(shí)現(xiàn)同步隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)思路如下。
創(chuàng)建一個(gè)父目錄/ synchronizing，每個(gè)成員都監(jiān)控標(biāo)志( Set Watch)位目錄/ synchronizing/start是否存在，然后每個(gè)成員都加人這個(gè)隊(duì)列；
加人隊(duì)列的方式就是創(chuàng)建 /synchronizing/member i的臨時(shí)目錄節(jié)點(diǎn)，之后每個(gè)成員獲取/ synchronizing目錄的所有目錄節(jié)點(diǎn)，也就是 member_i；?判斷i的值是否已經(jīng)是成員的個(gè)數(shù)，如果小于成員個(gè)數(shù)等待/ 'synchronizing/ start的出現(xiàn)，如果已經(jīng)相等就創(chuàng)建 /synchronizing/star。
用 Zookeeper實(shí)現(xiàn)FIFO隊(duì)列的思路如下。
在特定的網(wǎng)站制作目錄下創(chuàng)建 SEQUENTIAL類型的子目錄 queue I，這樣就能保證所有成員加入隊(duì)列時(shí)都是有編號(hào)的；出隊(duì)列時(shí)通過 get Children()方法返回當(dāng)前所有隊(duì)列中元素，再消費(fèi)其中最小的一個(gè)，這樣就能保證FIFO。
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