ZooKeeper 提供了什么？头脑导图代码示例（java 架构)

用多少眼泪才能让你相信 · 6 小时前

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

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import java.io.IOException;
public class ZKCreatePersistentNode {
private static final String ZOOKEEPER_ADDRESS = "localhost:2181";
private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
// 创建ZooKeeper实例
ZooKeeper zk = new ZooKeeper(ZOOKEEPER_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, event -> {
if (event.getState() == Watcher.Event.KeeperState.SyncConnected) {
System.out.println("Connected to ZooKeeper");
}
});
// 等待连接建立
Thread.sleep(1000);
try {
// 创建持久节点
String path = "/example/persistent-node";
byte[] data = "Hello Persistent Node".getBytes();
zk.create(path, data, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
System.out.println("Created persistent node: " + path);
// 获取节点数据
byte[] retrievedData = zk.getData(path, false, null);
System.out.println("Node data: " + new String(retrievedData));
} finally {
zk.close();
}
}
}

复制代码

创建暂时节点和序号节点

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import java.io.IOException;
public class ZKCreateEphemeralSequentialNode {
private static final String ZOOKEEPER_ADDRESS = "localhost:2181";
private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
// 创建ZooKeeper实例
ZooKeeper zk = new ZooKeeper(ZOOKEEPER_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, event -> {});
// 等待连接建立
Thread.sleep(1000);
try {
// 创建临时节点
String ephemeralPath = zk.create("/example/ephemeral-node", "Ephemeral Data".getBytes(),
Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
System.out.println("Created ephemeral node: " + ephemeralPath);
// 创建序号节点
String sequentialPath = zk.create("/example/sequential-node-", "Sequential Data".getBytes(),
Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL);
System.out.println("Created sequential node: " + sequentialPath);
} finally {
zk.close();
}
}
}

复制代码

设置Watcher监听节点变化

import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
public class ZKWatcher implements Watcher {
private ZooKeeper zk;
public ZKWatcher(ZooKeeper zk) {
this.zk = zk;
}
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
System.out.println("Received event: " + event.getType());
if (event.getType() == Event.EventType.NodeCreated) {
System.out.println("Node created: " + event.getPath());
} else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted) {
System.out.println("Node deleted: " + event.getPath());
} else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDataChanged) {
System.out.println("Node data changed: " + event.getPath());
}
// 重新注册Watcher以便持续监听
try {
zk.exists(event.getPath(), this);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

复制代码

在主步调中利用这个Watcher：

// 在获取节点数据时注册Watcher
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

import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelector;
import org.apache.curator.framework.recipes.leader.LeaderSelectorListenerAdapter;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
public class LeaderElectionExample extends LeaderSelectorListenerAdapter {
private CuratorFramework client;
private LeaderSelector selector;
public LeaderElectionExample(String connectString, String namespace) {
client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));
client.start();
selector = new LeaderSelector(client, "/" + namespace + "/leadership", this);
selector.autoRequeue();
}
@Override
public void takeLeadership(CuratorFramework client) throws Exception {
System.out.println("I am the leader!");
// 执行领导者职责...
Thread.sleep(5000); // 模拟工作时间
}
public void start() {
selector.start();
}
public void close() throws InterruptedException {
selector.close();
client.close();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LeaderElectionExample election = new LeaderElectionExample("localhost:2181", "example");
election.start();
Thread.sleep(60000); // 让程序运行一段时间
election.close();
}
}

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：

<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-framework</artifactId>
<version>5.2.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
<version>5.2.0</version>
</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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