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Zookeeper工作原理

  1. Zookeeper 的核心是原子广播,这个机制保证了各个 server 之间的同步。实现这个机制
    的协议叫做 Zab 协议。Zab 协议有两种模式,它们分别是恢复模式和广播模式。

  2. 当服务启动或者在领导者崩溃后,Zab 就进入了恢复模式,当领导者被选举出来,且大多
    数 server 的完成了和 leader 的状态同步以后,恢复模式就结束了。

  3. 状态同步保证了 leader 和 server 具有相同的系统状态。

  4. 一旦 leader 已经和多数的 follower 进行了状态同步后,他就可以开始广播消息了,即进
    入广播状态。这时候当一个 server 加入 zookeeper 服务中,它会在恢复模式下启动,发
    现 leader,并和 leader 进行状态同步。待到同步结束,它也参与消息广播。Zookeeper
    服务一直维持在 Broadcast 状态,直到 leader 崩溃了或者 leader 失去了大部分的
    followers 支持。

  5. 广播模式需要保证 proposal 被按顺序处理,因此 zk 采用了递增的事务 id 号(zxid)来保
    证。所有的提议(proposal)都在被提出的时候加上了 zxid。

  6. 实现中 zxid 是一个 64 为的数字,它高 32 位是 epoch 用来标识 leader 关系是否改变,
    每次一个 leader 被选出来,它都会有一个新的 epoch。低 32 位是个递增计数。

  7. 当 leader 崩溃或者 leader 失去大多数的 follower,这时候 zk 进入恢复模式,恢复模式
    需要重新选举出一个新的 leader,让所有的 server 都恢复到一个正确的状态。

Znode介绍

Znode 有四种形式的目录节点

  1. PERSISTENT:持久的节点。
  2. EPHEMERAL:临时的节点。
  3. PERSISTENT_SEQUENTIAL:持久化顺序编号目录节点。
  4. EPHEMERAL_SEQUENTIAL:临时化顺序编号目录节点。

Znode的常用使用场景

目前我们所熟知的分布式服务框架Dubbo,消息队列Kafka都是采用zookeeper做分布式服务的协调器,也是利用了Znode的暂时节点的一个特性,就是当client和server端的心跳会话断开后,临时节点会被删除,并通知注册监听了该临时节点的其他节点。此外我们也可以利用顺序临时节点去实现一个分布式锁,尤其是我们分布式服务中处理一些有顺序性的业务场景的时候。