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2022-05-18 11:50:16

Zookeeper的底层原理

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Zookeeper的底层原理

ZooKeeper是一个分布式的,开放源码的分布式应用程序协调服务,主要为了解决分布式架构下数据一致性问题,典型的应用场景有分布式配置中心、分布式注册中心、分布式锁、分布式队列、集群选举、分布式屏障、发布/订阅等场景。

Zookeeper是一个类似于文件系统的数据结构,最外层我们可以想象成一个大的文件夹,里面都是一些小的文件夹。

Zookeeper的底层原理.jpg

Zookeeper有几种常用的数据格式呢?

Zookeeper中每一个子目录项都是一个znode(目录节点),这些目录节点和我们普通的目录一样可以新建、删除、修改,我们常用的主要有四种类型的znode。

1、持久化目录节点:

客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在,只要不手动删除该节点,他将永远存在。

2、持久化顺序编号目录节点:

客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在,只是zookeeper给该节点名称进行顺序编号。

3、临时目录节点:

客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除。

4、临时顺序编号目录节点:

客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除,只是zookeeper给该节点名称进行顺序编号。


Zookeeper有哪些核心功能

zookeeper有监听通知机制,如果对某个节点进行监听,当这个节点被删除,或者被修改时,监听方会感知到修改消息。

那么可以监听到几种类型的变化呢?

1、None:连接建立事件

2、NodeCreated:节点创建

3、NodeDeleted:节点删除

4、NodeDataChanged:节点数据变化

5、NodeChildrenChanged:子节点列表变化

6、DataWatchRemoved:节点监听被移除

7、ChildWatchRemoved:子节点监听被移除

我们在开发中使用Synchronized就可以保证线程安全了,为什么还需要使用zookeeper来实现分布式锁呢?

如果我们是单机情况下也就是只有一个进程的情况下使用Synchronized是可以保证线程安全的。但是分布式情况下是多个不同的进程,而不是一个进程里面不同的线程,所以Synchronized是无法保证多个进程安全的。


zookeeper节点有哪些重要信息呢,怎么进行查看?

zookeeper节点可以通过stat命令来查看主要信息,其中信息有:

1、cZxid:创建znode的事务id(Zxid的值)。

2、mZxid:最后修改znode的事务id。

3、pZxid:最后添加或删除子节点的事务id(子节点列表发生变化才会发生改变)。

4、ctime:znode创建时间。

5、mtime:znode最近修改时间。

6、dataVersion:znode的当前数据版本。

7、cversion:znode的子节点结果集版本(一个节点的子节点增加、删除都会影响这个版本)。

8、aclVersion:表示对此znode的acl版本。

9、ephemeralOwner:znode是临时znode时,表示znode所有者的sessionid,如果znode不是临时节点,则该字段设置为零。

10、dataLength:znode数据字段的长度。


zookeeper创建节点,和监听节点有哪些命令?

1、创建持久节点:create /节点名称

2、创建持久顺序节点:create -s /节点名称

3、创建临时节点:create -e /节点名称

4、创建临时顺序节点:create -e -s /节点名称

5、监听节点:get -w /节点名称


ACL权限设置有几部分组成呢?


权限模式: 就是zookeeper服务器进行权限验证的方式,比如手机解锁是用指纹还是用密码呢,如果用密码,知道密码的都可以解锁你的手机,如果用指纹,只有你自己的手指头可以解锁。所以权限模式大体分为两种类型:


1、范围验证: 范围就是zookeeper可以针对一个ip或者一段ip地址授予权限,相当于指纹解锁,我给我一个手指头,或者所有的脚指头都授予权限。

2、口令验证: 可以理解为用户名密码的方式,这种就相当于密码解锁了,知道了用户名密码后所有的人都相当于授予了权限。


授权对象: 授权对象就是把权限授予给谁,如果是范围验证方式,那么授权对象就是ip地址,如果是口令验证,授权对象就是用户名。


授权信息: 授权信息就是指我们具体的权力是什么,比如我们解锁手机后可以打游戏还是可以听歌,还是可以用手机砸核桃呢。


zookeeper中定义好的权限有5种:

1、数据节点(c:create)创建权限,授予权限的对象可以在数据节点下创建子节点。

2、数据节点(w:wirte)更新权限,授予权限的对象可以更新该数据节点。

3、数据节点(r:read)读取权限,授予权限的对象可以读取该节点的内容以及子节点的列表信息。

4、数据节点(d:delete)删除权限,授予权限的对象可以删除该数据节点的子节点。

5、数据节点(a:admin)管理者权限,授予权限的对象可以对该数据节点体进行ACL权限设置。

可以通过getAcl来获取某个节点的权限信息,通过setAcl来设置某个节点的权限信息。


Zookeeper数据持久化

zookeeper和redis很像,数据都是在内存中的,持久化也是两种方式,一种是记录事务日志,一种是快照方式。

记录事务日志磁盘会进行IO操作,事务日志的不断增多会触发磁盘为文件开辟新的磁盘块,所以为了提升磁盘的效率,可以在创建文件的时候就向操作系统申请一块大一点的磁盘块,通过参数zookeeper.preAllocSize配置。

事务日志的存放地址通过zoo.cfg配置文件中的dataDir来指定。


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