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标题: ZooKeeper 提供了什么？头脑导图 代码示例（java 架构) [打印本页]

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作者: 用多少眼泪才能让你相信    时间: 昨天 04:06
标题: ZooKeeper 提供了什么？头脑导图 代码示例（java 架构)
ZooKeeper 提供了一组核心折务和特性，旨在简化分布式系统的构建。它通过一个简单的接口来实现同步、设置管理、分组和命名等功能。下面我将提供一个关于ZooKeeper所提供的服务和特性的头脑导图大纲，并给出一些Java代码示例以说明如何利用这些功能。
头脑导图大纲

1. ZooKeeper提供的核心折务

• 命名服务（Naming Service）
  
  
  
  • 分布式系统中唯一标识资源
    
  
  
• 设置管理（Configuration Management）
  
  
  
  • 集中化管理和动态更新设置信息
    
  
  
• 分布式锁（Distributed Locks）
  
  
  
  • 实现互斥访问共享资源
    
  
  
• 队列管理（Queue Management）
  
  
  
  • 创建有序的任务处置惩罚队列
    
  
  
• 领导者选举（Leader Election）
  
  
  
  • 选择集群中的领导者节点
    
  
  
• 屏障（Barrier）
  
  
  
  • 控制多个客户端同时进入或离开某个状态
    
  
  

2. 数据模型与条理结构

• 树状数据结构
  
  
  
  • 类似文件系统的层级组织
    
  
  
• 路径表示法
  
  
  
  • /作为根节点，子节点用斜杠分隔
    
  
  
• 节点类型
  
  
  
  • 持久节点（PERSISTENT）
    
  • 暂时节点（EPHEMERAL）
    
  • 序号节点（SEQUENTIAL）
    
  
  

3. API与编程语言支持

• 官方Java客户端
  
  
  
  • org.apache.zookeeper.ZooKeeper
    
  
  
• 其他语言绑定
  
  
  
  • Python, C++, Go等
    
  
  

4. 可靠性保证

• 强一致性
  
  
  
  • 利用Zab协议确保全部服务器告竣一致
    
  
  
• 高可用性
  
  
  
  • 通过复制和自动故障转移提高可用性
    
  
  
• 持久性
  
  
  
  • 事件日志记录每一步操作
    
  
  

5. 监控与维护工具

• 四字母命令（Four Letter Words）
  
  
  
  • 如stat, ruok, mntr等用于查抄状态
    
  
  
• 日志分析
  
  
  
  • 解析日志文件以诊断标题
    
  
  
• 性能监控
  
  
  
  • 利用Prometheus, Grafana等工具举行监控
    
  
  

6. 安全机制

• ACL（Access Control Lists）
  
  
  
  • 细粒度权限控制
    
  
  
• 身份验证
  
  
  
  • 支持Kerberos, SASL等多种认证方式
    
  
  
• 加密通讯
  
  
  
  • SSL/TLS加密网络传输
    
  
  

7. 应用场景示例

• 微服务架构中的服务发现
  
  
  
  • 动态注册和查找服务实例
    
  
  
• 大数据处置惩罚平台的协调
  
  
  
  • Hadoop, Kafka等利用ZooKeeper举行集群管理
    
  
  
• 容器编排系统
  
  
  
  • Kubernetes利用ZooKeeper举行节点管理和任务调度
    
  
  

Java代码示例

毗连到ZooKeeper并创建持久节点

1. import org.apache.zookeeper.CreateMode;
2. import org.apache.zookeeper.KeeperException;
3. import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
4. import org.apache.zookeeper.Watcher;
5. import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
6. import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
8. import java.io.IOException;
10. public class ZKCreatePersistentNode {
12.     private static final String ZOOKEEPER_ADDRESS = "localhost:2181";
13.     private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
15.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
16.         // 创建ZooKeeper实例
17.         ZooKeeper zk = new ZooKeeper(ZOOKEEPER_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, event -> {
18.             if (event.getState() == Watcher.Event.KeeperState.SyncConnected) {
19.                 System.out.println("Connected to ZooKeeper");
20.             }
21.         });
23.         // 等待连接建立
24.         Thread.sleep(1000);
26.         try {
27.             // 创建持久节点
28.             String path = "/example/persistent-node";
29.             byte[] data = "Hello Persistent Node".getBytes();
30.             zk.create(path, data, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
31.             System.out.println("Created persistent node: " + path);
33.             // 获取节点数据
34.             byte[] retrievedData = zk.getData(path, false, null);
35.             System.out.println("Node data: " + new String(retrievedData));
36.         } finally {
37.             zk.close();
38.         }
39.     }
40. }

复制代码

创建暂时节点和序号节点

1. import org.apache.zookeeper.CreateMode;
2. import org.apache.zookeeper.KeeperException;
3. import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
4. import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
6. import java.io.IOException;
8. public class ZKCreateEphemeralSequentialNode {
10.     private static final String ZOOKEEPER_ADDRESS = "localhost:2181";
11.     private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
13.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
14.         // 创建ZooKeeper实例
15.         ZooKeeper zk = new ZooKeeper(ZOOKEEPER_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, event -> {});
17.         // 等待连接建立
18.         Thread.sleep(1000);
20.         try {
21.             // 创建临时节点
22.             String ephemeralPath = zk.create("/example/ephemeral-node", "Ephemeral Data".getBytes(),
23.                                              Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
24.             System.out.println("Created ephemeral node: " + ephemeralPath);
26.             // 创建序号节点
27.             String sequentialPath = zk.create("/example/sequential-node-", "Sequential Data".getBytes(),
28.                                               Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL);
29.             System.out.println("Created sequential node: " + sequentialPath);
30.         } finally {
31.             zk.close();
32.         }
33.     }
34. }

复制代码

设置Watcher监听节点变化

1. import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
2. import org.apache.zookeeper.Watcher;
3. import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
5. public class ZKWatcher implements Watcher {
7.     private ZooKeeper zk;
9.     public ZKWatcher(ZooKeeper zk) {
10.         this.zk = zk;
11.     }
13.     @Override
14.     public void process(WatchedEvent event) {
15.         System.out.println("Received event: " + event.getType());
16.         if (event.getType() == Event.EventType.NodeCreated) {
17.             System.out.println("Node created: " + event.getPath());
18.         } else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted) {
19.             System.out.println("Node deleted: " + event.getPath());
20.         } else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDataChanged) {
21.             System.out.println("Node data changed: " + event.getPath());
22.         }
23.         // 重新注册Watcher以便持续监听
24.         try {
25.             zk.exists(event.getPath(), this);
26.         } catch (Exception e) {
27.             e.printStackTrace();
28.         }
29.     }
30. }

复制代码

在主步调中利用这个Watcher：

1. // 在获取节点数据时注册Watcher
2. byte[] data = zk.getData("/example/persistent-node", new ZKWatcher(zk), null);

复制代码

利用ZooKeeper举行领导者选举

1. import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
2. import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
3. import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelector;
4. import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelectorListenerAdapter;
5. import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
7. public class LeaderElectionExample extends LeaderSelectorListenerAdapter {
9.     private CuratorFramework client;
10.     private LeaderSelector selector;
12.     public LeaderElectionExample(String connectString, String namespace) {
13.         client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));
14.         client.start();
15.         selector = new LeaderSelector(client, "/" + namespace + "/leadership", this);
16.         selector.autoRequeue();
17.     }
19.     @Override
20.     public void takeLeadership(CuratorFramework client) throws Exception {
21.         System.out.println("I am the leader!");
22.         // 执行领导者职责...
23.         Thread.sleep(5000); // 模拟工作时间
24.     }
26.     public void start() {
27.         selector.start();
28.     }
30.     public void close() throws InterruptedException {
31.         selector.close();
32.         client.close();
33.     }
35.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
36.         LeaderElectionExample election = new LeaderElectionExample("localhost:2181", "example");
37.         election.start();
38.         Thread.sleep(60000); // 让程序运行一段时间
39.         election.close();
40.     }
41. }

复制代码

请留意，上述代码片断展示了如何利用Curator框架来简化ZooKeeper的操作，特殊是对于复杂的模式如领导者选举。假如你还没有添加Curator依靠，请确保项目中包含了精确的库依靠。例如，在Maven项目中可以在pom.xml中添加以下依靠项：

1. <dependency>
2.     <groupId>org.apache.curator</groupId>
3.     <artifactId>curator-framework</artifactId>
4.     <version>5.2.0</version> <!-- 请根据需要调整版本 -->
5. </dependency>
6. <dependency>
7.     <groupId>org.apache.curator</groupId>
8.     <artifactId>curator-recipes</artifactId>
9.     <version>5.2.0</version> <!-- 请根据需要调整版本 -->
10. </dependency>

复制代码

留意事项

• 依靠管理：确保项目中包含了精确的ZooKeeper库依靠。
  
• 安全性：考虑启用身份验证和加密通讯以保护ZooKeeper集群。
  
• 容错处置惩罚：设计应用步调时考虑到网络分区、节点失败等情况下的行为。
  
• 性能优化：根据现实负载调解会话超时时间和线程池大小等参数。
  

希望这个头脑导图大纲和代码示例能帮助你更好地明白和利用ZooKeeper提供的各种服务。假如你有更详细的标题或必要进一步的帮助，请随时告诉我。

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