云计算系列教程10

ZooKeeper分布式应用的协调器主要内容•ZooKeeper的数据模型•ZooKeeper的数据读写机制•ZooKeeper的使用方法为什么需要ZooKeeper?•大部分分布式应用需要一个主控、协调器或控制器来管理物理分布的子进程（如资源、任务分配等）•目前，大部分应用需要开发私有的协调程序，缺乏一个通用的机制•协调程序的反复编写浪费，且难以形成通用、伸缩性好的协调器•ZooKeeper：提供通用的分布式锁服务，用以协调分布式应用（如，为HBase提供服务）ZooKeeper的数据模型•层次化目录结构–命名符合常规文件系统规范，不能包含/–节点Znode可以包含数据与子节点–客户端应用可在节点上设置监视器–节点数据不支持部分读写，而是一次性完整读写–Ephemeral节点节点创建属性•Ephemeral–创建的节点不是持久节点–一旦与客户端的会话结束，节点自动删除•Sequence–创建节点时，编号自动加1–例如x-1,x-2,s-3,x-4等ZooKeeper的读写机制•ZooKeeper是一个由多个Server组成的集群•一个Leader，多个Follower–每个Server都保存了一份数据副本–全局数据一致–分布式读写–更新请求转发，由Leader实施使用ZooKeeper的约定•更新请求顺序执行–来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行•数据更新原子性–一次数据更新要么成功，要么失败。不存在部分数据写入成功或失败的情况•全局唯一数据视图–Client无论连接哪个Server，数据视图都是一致的•实时性–在一定时间范围内，Client能读到最新数据ZooKeeper的APIStringcreate(path,data,acl,flags)voiddelete(path,expectedVersion)StatsetData(path,data,expectedVersion)(data,Stat)getData(path,watch)Statexists(path,watch)String[]getChildren(path,watch)voidsync(path)StatsetACL(path,acl,expectedVersion)(acl,Stat)getACL(path)包含监视器调用参数均包含节点路径对比：Chubby的APIhandleOpen(path,…)Close(handle,…)GetContentsAndStat(handle,…),GetStat(handle),ReadDir(handle,…)SetContents(handle),SetACL(handle,…)Delete(path)Acquire(),TryAcquire(),Release()GetSequencer(),SetSequencer(),CheckSequencer()‏仅Open包含节点路径，生成handle供其他API使用如何使用ZooKeeper？•关于ZooKeeper的锁服务–这里的“锁”并非对ZooKeeper的资源加锁，用于对第三方资源加锁–用例•多个第三方分布式Server需要使用某第三方资源，谁获取了ZooKeeper中的独占锁，谁就可以使用第三方资源，否则等待如何使用ZooKeeper？•Leader选举–用于在多个节点中选取主控，如GFS中对外服务Master节点的选取1)getData(“/servers/leader”,‏true)2)如果读取成功则从数据中获取leader信息，退出3)读取失败，执行create(“.../servers/leader”,‏hostname,EPHEMERAL)（注意节点类型）如果创建成功则自己成为leader，写入信息，退出5)如果写入失败，则返回步骤1getData设置了监视器，如果数据发生变化，会重启上述流程如何使用ZooKeeper？•独占锁–如果分布式应用需要对某资源独占使用，可以申请独占锁1)id‏=‏create(“.../locks/x-”,‏SEQUENCE|EPHEMERAL)2)getChildren(“.../locks/”,‏false)3)如果id是第一个节点，则获取独占锁，退出4)exists(nameoflastchildbeforeid,true)（注意，设置了监视器）5)如果id之前不存在节点，返回步骤26)等待通知7)返回步骤2有且仅有一个Client可以获取到独占锁如何使用ZooKeeper？•共享锁1)id‏=‏create(“.../locks/s-”,‏SEQUENCE|EPHEMERAL)2)getChildren(“.../locks/”,‏false)3)如果id之前没有x-类型的节点，获取共享锁，退出4)exists(nameofthelastx-beforeid,true)5)如果id之前不存在x-类型节点，返回步骤26)等待事件通知7)返回步骤2如果之前没有独占锁，就可以获取共享锁如何使用ZooKeeper？•其他应用(小数据存储)–例如，GFS中master如何获知ChunkServer信息？基于ZooKeeper的实现方法ChunkServer执行如下操作：1)id‏=‏create(“.../chunkservers/cs-”,‏SEQUENCE|EPHEMERAL)2)向节点id中写入ChunkServer元信息Master执行如下操作：1)‏getChildren(“.../chunkservers/”,‏true)2)读取子节点数据，获知ChunkServer元信息其他•ZooKeeper的会话–Client通过发送PING请求与Server保持会话–通过PING，可以同时获知Client与Server是否活跃•ZooKeeper的监视器–监视器是一次性的，一次事件通知后就作废性能ZooKeeper适用于主要负载为读的应用场合