Hadoop学习笔记 ZooKeeper

Zookeeper是Hadoop的分布式协调服务。

Zookeeper是简单的，它的核心是一个精简的文件系统，它提供一些简单的操作和额外的抽象操作，如排序和通知。

Zookeeper表现力足够强，它的原语操作是一组丰富的构件，可用于实现很多协调数据结构和协议。如分布式队列，分布式锁和一组同级别的领导者选举等。

Zookeeper具有高可用性，它运行在一组机器之上，并且在设计上具有高可用性，可以帮助系统避免单点故障。

Zookeeper采用松耦合交互方式，参与者不需要彼此了解。

Zookeeper是一个资源库，它提供了一个关于通用协调模式实现和方法的开源共享存储库，能使程序员免于编写这类通用的协议。

Zookeeper也是高性能的，对于以写为主的基准吞吐量，已经超过 10000 ops，以读为主的话还要高好几倍。

Zookeeper可以被看成高可用的文件系统，但它没有文件和目录，因此可以看成一个由节点组成的目录树，节点统一称为znode，最多可以存储1M的内容。Znode的读写操作都是原语操作，即读写都是全部读或全部写，不存在读一部分和写一部分的操作，当然，也不能追加内容。因此，Zookeeper还有个组的概念，可以以组名命名父节点，成员作为子节点。

一个简单的例子：

public class CreateGroup implements Watcher {

private static final int SESSION_TIMEOUT = 5000;

private ZooKeeper zk;

private CountDownLatch connectedSignal = new CountDownLatch(1);

public void connect(String hosts) throws IOException, InterruptedException {

zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, this);

connectedSignal.await();

}

@Override

public void process(WatchedEvent event) { // Watcher interface

if (event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {

connectedSignal.countDown();

}

}

public void create(String groupName) throws KeeperException,

InterruptedException {

String path = "/" + groupName;

String createdPath = zk.create(path, null/*data*/, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,

CreateMode.PERSISTENT);

System.out.println("Created " + createdPath);

}

public void close() throws InterruptedException {

zk.close();

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

CreateGroup createGroup = new CreateGroup();

createGroup.connect(args[0]);

createGroup.create(args[1]);

createGroup.close();

}

}

主要需要理解的一个是 Watcher接口，一个是connectedSignal。

Watcher对象主要接收Zookeeper的回调，以 获得各种事件的通知。它接口中只有一个方法，process（WatchedEvent event），根据event的可以做处理。

当一个Zookeeper实例被创建时，会启动一个线程连接到Zookeeper服务。由于构造函数是立即返回，因此使用新建的实例之前，要确保Zookeeper之间的连接已经建立。这时需要使用一个CountDownLatch类来完成这个工作。关于CountDownLatch的使用，可以参考这篇文章：浅析Java中CountDownLatch用法。

Znode以某种方式变化时，观察机制可以让客户端得到通知。因此，可以在读操作如 exists/getChildren/getData上设置观察，写操作create/delete和setData会触发观察器，产生一个观察事件。

Zookeeper客户端API

Zookeeper提供两种API：同步执行的和异步执行的。

同步的直接返回Stat

public Stat exists(String path, Watcher watcher) throws KeeperException, InterruptedException

Stat是包含该znode元数据的对象。

异步接口使用回调实现：

public void exists(String path, Watcher watcher, StatCallback cb, Object ctx)

StatCallback接口有以下方法：

public void processResult(int rc, String path, Object ctx, Stat stat);

其中，rc参数是返回代码，对应KeeperException的代码，每个非零代码都代表一个异常。

异步API允许你一流线方式处理请求，这在某些情况下可以提供更好的吞吐量。对于以事件驱动模型编程来说，异步也更适合。

ACL

每个znode被创建时，都会带一个ACL列表，用于决定谁可以对他执行何种操作。ACL依赖于客户端的身份验证机制。Zookeeper提供三种身份验证模式：

Digest：用户名和密码

Host：主机名

IP：ip地址

每个ACL都是身份验证模式，符合该模式的身份和一组权限的组合。