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1、分布式锁服务ZooKeeperzookeeper概述针对分布式应用的分布式协作服务，zookeeper的开发动机就是为了减轻分布式应用从头开发协作服务的负担。设计目标简单。 允许多个分布的进程基于一个共享的，类似标准文件系统的树状名称空间进行协作。每个节点称作一个znode。ZooKeeperisreplicated几个zookeeper集群包含多个zookeeperserver,称作一个ensemble。 这些server彼此都知道对方的存在。需要维护的数据: 内存中的状态的镜像,持久化存储中的事务日志和快照。client和单个zookeep
2、erserver通信。client维护一个持久TCP连接，通过其发送请求,获取响应和watchevents,并发送心跳信息，如果到server的TCP连接中断,client将会连接到另外一个server。ZooKeeperisorderedzookeeper对每次更新进行一个计数器stamp以反映所有zookeeper事务的次序。后续的操作能够使用此次序来实现高级抽象，如同步原语。ZooKeeperisfastzookeeper在read操作上是非常快的。通常的应用中，读写操作比也在10:1左右。数据模型和层级名称空间节点和临时节点有别于标准文
3、件系统的是,zookeeper名称空间中的每个节点都可以关联数据到它本身或者它的子节点。就好比标准文件系统中的文件同时又可以充当目录。(zookeeper用于存储协作数据:状态信息,配置,位置信息等,所以存放在每个node的数据通常都比较小,一般在K级别)。我们以znode来描述zookeeper中的数据节点。znodes维护一个stat结构，其中包括数据变更,权限变更的版本信息，还有时间戳,以便于缓存有效性验证和协作更新。每当znode的数据变更时,版本号都会递增。例如,每次client在获取数据时，它同时也获得了数据的版本信息。存储在zno
4、de中的数据对read,write都是原子性操作的。read会获取znode中的所有字节,write会整个替换znode中的信息。每个znode都包含一个访问控制列表(ACL)以约束谁可以访问此节点。zookeeper还有一个临时节点的概念。临时节点在创建它的session的生命周期内存活,当其session终止时，此类节点将会被删除。临时节点在我们需要实现[tbd]时非常有用。条件更新和监听器(watches)zookeeper提供监听器的概念。client可以在某个znode上设置watch。当znode有变更时,相关的watch会被触发或
5、删除。一旦watch触发,client将会收到一个数据包以通知znode的变更。如果在client和zookeeperserver之间的连接被中断了,client将会收到一个本地的通知。这些都能被用于[tbd]。Guaranteeszookeeper在使用上非常简单高效。因为它的设计目标,是作为构建复杂服务类型，如同步,zookeeper提供的保证包括:序列一致性:数据更新会依照client发送的次序来进行。原子性:更新要么成功,要么失败。不存在部分结果。唯一系统镜像:client总是会看到一致的视图，而不管它是连接到具体哪个zookeeper
6、server。可靠性:一旦更新完成,它会持续保存直到有另外的client重写。及时:客户端视图会在一定的时间间隔内进行更新。SimpleAPIzookeeper的一个重要设计目标就是要提供简单的编程接口。所以,它仅仅提供如下操作:create:在树种某个位置创建一个节点。delete:删除一个节点。exists:检查给定节点是否存在。getdata:从一个节点读取数据。setdata:写数据到给定节点。getchildren:获取节点的子节点列表sync:等待知道数据被传输。实现如下展示了zookeeper服务的高层组件。除了requestpr
7、ocessor,组成zookeeper服务的每个server都会在本地备份其它组件的拷贝。replicateddatabase是一个包含整个数据树的内存数据库。更新被logged到磁盘以提供可恢复性,写操作先持久化到磁盘，然后再对内存数据库作变更。每个zookeeperserver都对client提供服务。client连接到具体的某一个server以提交请求。读操作依赖与每个server的本地数据库。改变服务状态的请求,写操作,由一致性协议来处理。作为一致性协议的一部分，所有的client写请求被提交到专门的一个leaderserver。其余的
8、server,被称为followers,从leader接收消息,并对消息的传递达成一致。消息层负责替换失效leader并同步followers。zoo
