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1. 选举机制(面试重点)
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半数机制:集群中半数以上机器存活,集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。
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Zookeeper 虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。但是,Zookeeper工作时,是有一个节点为Leader,其他则为Follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的。
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以一个简单的例子来说明整个选举的过程。
假设有五台服务器组成的 Zookeeper 集群,它们的 id 从 1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的。假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么,如图所示:
Zookeeper 的选举机制
1.1 Zookeeper 选举过程
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服务器1启动,此时只有它一台服务器启动了,它发出去的报文没有任何响应,所以它的选举状态一直是LOOKING状态。
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服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是3),所以服务器1、2还是继续保持LOOKING状态。
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服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1、2、3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的Leader。
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服务器4启动,根据前面的分析,理论上服务器4应该是服务器1、2、3、4中最大的,但是由于前面已经有半数以上的服务器选举了服务器3,所以它只能接收当小弟的命了。
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服务器5启动,同4一样当小弟。
2. 节点类型
3. Stat 的结构
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czxid
:创建节点的事务zxid每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳,也就是ZooKeeper事务ID。
事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。每个修改都有唯一的zxid,如果zxid1小于zxid2,那么zxid1在zxid2之前发生。
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ctime
:znode被创建的毫秒数(从1970年开始) -
mzxid
:znode最后更新的事务zxid -
mtime
:znode最后修改的毫秒数(从1970年开始) -
pZxid
:znode最后更新的子节点zxid -
cversion
:znode子节点变化号,znode子节点修改次数 -
dataversion
:znode数据变化号 -
aclVersion
:znode访问控制列表的变化号 -
ephemeralOwner
:如果是临时节点,这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。 -
dataLength
:znode的数据长度 -
numChildren
:znode子节点数量
4. 监听器原理(面试重点)
4.1 监听器原理图解
监听器原理,如下图所示:
4.2 监听原理详解
- 客户端启动时连接到 Zookeeper。
- 这时就会创建两个线程,一个负责网络连接通信(connect),一个负责监听(listener)。
- 通过 connect 线程将主持的监听事件发送给 Zookeeper。
- 在 Zookeeper 的注册监听器列表中将注册的监听事件添加到列表中。
- Zookeeper 监听到有数据或者路径发生变化,就会将这个消息发送给 lister 线程
- listener 线程内部调用了
process()
方法。
4.3 常见的监听事件
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监听节点数据变化
get path [watch]
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监听子节点增减变化
ls path [watch]
5. 写数据流程
5.1 写数据流程图解
写数据流程,如下图所示:
5.2 写数据流程详解
- Client 向 Zookeeper 的 Server1 上写数据,发送一个写请求。
- 如果 Server1 不是 Leader,那么 Server1 会把接收到的写请求转发给 Leader 节点。
- Leader 节点接收到写请求,检查 zxid 是否可用。
- Leader生成
Proposal
协议,广播Proposal
到 Follower 节点。等待 Follower 响应。 - Follower 节点接收到 Proposal后,把 Proposal 写入事务日志,写入完成后发送 ack 消息给 Leader 服务器。
- Leader 接收到超过 半数的 Follower 响应了后,广播 commit 消息给 Follower 。
- Follower 写入成功后,Leader 通知 client 写入成功。