ZooKeeper学习笔记

https://www.bilibili.com/video/BV1M741137qY

概念

Zookeeper 是 Apache Hadoop 项目下的一个子项目，是一个树形目录服务。

Zookeeper 翻译过来就是 动物园管理员，他是用来管 Hadoop（大象）、Hive(蜜蜂)、Pig(小 猪)的管理员。简称zk

Zookeeper 是一个分布式的、开源的分布式应用程序的协调服务。

Zookeeper 提供的主要功能包括：

配置管理

分布式锁

集群管理

数据模型

ZooKeeper 是一个树形目录服务,其数据模型和Unix的文件系统目录树很类似，拥有一个层次化结构。

这里面的每一个节点都被称为： ZNode，每个节点上都会保存自己的数据和节点信息。

节点可以拥有子节点，同时也允许少量（1MB）数据存储在该节点之下。

节点可以分为四大类：

​ PERSISTENT 持久化节点

​ EPHEMERAL 临时节点 ：-e

​ PERSISTENT_SEQUENTIAL 持久化顺序节点 ：-s

​ EPHEMERAL_SEQUENTIAL 临时顺序节点 ：-es

服务端常用命令

启动 ZooKeeper 服务: ./zkServer.sh start

查看 ZooKeeper 服务状态: ./zkServer.sh status

停止 ZooKeeper 服务: ./zkServer.sh stop

重启 ZooKeeper 服务: ./zkServer.sh restart

客户端常用命令

连接ZooKeeper服务端 ： ./zkCli.sh –server ip:port

•断开连接： quit

•设置节点值： set /节点path value

•查看命令帮助： help

•删除单个节点：delete /节点path

•显示指定目录下节点： ls 目录

•删除带有子节点的节点：deleteall /节点path

•创建节点： create /节点path value

•获取节点值 ：get /节点path

•创建临时节点： create -e /节点path value

•创建顺序节点：create -s /节点path value

•创建顺序节点：create -s /节点path value

•查询节点详细信息：ls –s /节点path

czxid：节点被创建的事务ID 
ctime: 创建时间 
mzxid: 最后一次被更新的事务ID 
mtime: 修改时间 
pzxid：子节点列表最后一次被更新的事务ID
cversion：子节点的版本号 
dataversion：数据版本号 
aclversion：权限版本号 
ephemeralOwner：用于临时节点，代表临时节点的事务ID，如果为持久节点则为0 
dataLength：节点存储的数据的长度 
numChildren：当前节点的子节点个数 

Curator 介绍

• Curator 是 Apache ZooKeeper 的Java客户端库。

• 常见的ZooKeeper Java API ：

• 原生Java API

• ZkClient

• Curator

• Curator 项目的目标是简化 ZooKeeper 客户端的使用。

• Curator 最初是 Netfix 研发的,后来捐献了 Apache 基金会,目前是 Apache 的顶级项目。

官网：http://curator.apache.org/

建立连接

public void testConnect() {

    /*
     *
     * @param connectString       连接字符串。zk server 地址和端口 "192.168.149.135:2181,192.168.149.136:2181"
     * @param sessionTimeoutMs    会话超时时间 单位ms
     * @param connectionTimeoutMs 连接超时时间 单位ms
     * @param retryPolicy         重试策略
     */
   /* //重试策略
    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(3000,10);
    //1.第一种方式
    CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("192.168.149.135:2181",
            60 * 1000, 15 * 1000, retryPolicy);*/
    //重试策略
    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(3000, 10);
    //2.第二种方式
    //CuratorFrameworkFactory.builder();
    client = CuratorFrameworkFactory.builder()
            .connectString("192.168.149.135:2181")
            .sessionTimeoutMs(60 * 1000)
            .connectionTimeoutMs(15 * 1000)
            .retryPolicy(retryPolicy)
            .namespace("itheima")
            .build();

    //开启连接
    client.start();

}

添加节点

/**
 * 创建节点：create 持久 临时 顺序 数据
 * 1. 基本创建 ：create().forPath("")
 * 2. 创建节点 带有数据:create().forPath("",data)
 * 3. 设置节点的类型：create().withMode().forPath("",data)
 * 4. 创建多级节点  /app1/p1 ：create().creatingParentsIfNeeded().forPath("",data)
 */
@Test
public void testCreate() throws Exception {
    //2. 创建节点 带有数据
    //如果创建节点，没有指定数据，则默认将当前客户端的ip作为数据存储
    String path = client.create().forPath("/app2", "hehe".getBytes());
    System.out.println(path);

}

@Test
public void testCreate2() throws Exception {
    //1. 基本创建
    //如果创建节点，没有指定数据，则默认将当前客户端的ip作为数据存储
    String path = client.create().forPath("/app1");
    System.out.println(path);

}

@Test
public void testCreate3() throws Exception {
    //3. 设置节点的类型
    //默认类型：持久化
    String path = client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/app3");
    System.out.println(path);


}

@Test
public void testCreate4() throws Exception {
    //4. 创建多级节点  /app1/p1
    //creatingParentsIfNeeded():如果父节点不存在，则创建父节点
    String path = client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath("/app4/p1");
    System.out.println(path);
}

删除节点

/**
 * 删除节点： delete deleteall
 * 1. 删除单个节点:delete().forPath("/app1");
 * 2. 删除带有子节点的节点:delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/app1");
 * 3. 必须成功的删除:为了防止网络抖动。本质就是重试。  client.delete().guaranteed().forPath("/app2");
 * 4. 回调：inBackground
 * @throws Exception
 */


@Test
public void testDelete() throws Exception {
    // 1. 删除单个节点
    client.delete().forPath("/app1");
}

@Test
public void testDelete2() throws Exception {
    //2. 删除带有子节点的节点
    client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/app4");
}
@Test
public void testDelete3() throws Exception {
    //3. 必须成功的删除
    client.delete().guaranteed().forPath("/app2");
}

@Test
public void testDelete4() throws Exception {
    //4. 回调
    client.delete().guaranteed().inBackground(new BackgroundCallback(){

        @Override
        public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception {
            System.out.println("我被删除了~");
            System.out.println(event);
        }
    }).forPath("/app1");
}

@After
public void close() {
    if (client != null) {
        client.close();
    }
}

修改节点

/**
 * 修改数据
 * 1. 基本修改数据：setData().forPath()
 * 2. 根据版本修改: setData().withVersion().forPath()
 * * version 是通过查询出来的。目的就是为了让其他客户端或者线程不干扰我。
 *
 * @throws Exception
 */
@Test
public void testSet() throws Exception {
    client.setData().forPath("/app1", "itcast".getBytes());
}


@Test
public void testSetForVersion() throws Exception {

    Stat status = new Stat();
    //3. 查询节点状态信息：ls -s
    client.getData().storingStatIn(status).forPath("/app1");


    int version = status.getVersion();//查询出来的 3
    System.out.println(version);
    client.setData().withVersion(version).forPath("/app1", "hehe".getBytes());
}

查询节点

/**
 * 查询节点：
 * 1. 查询数据：get: getData().forPath()
 * 2. 查询子节点： ls: getChildren().forPath()
 * 3. 查询节点状态信息：ls -s:getData().storingStatIn(状态对象).forPath()
 */

@Test
public void testGet1() throws Exception {
    //1. 查询数据：get
    byte[] data = client.getData().forPath("/app1");
    System.out.println(new String(data));
}

@Test
public void testGet2() throws Exception {
    // 2. 查询子节点： ls
    List<String> path = client.getChildren().forPath("/");

    System.out.println(path);
}

@Test
public void testGet3() throws Exception {


    Stat status = new Stat();
    System.out.println(status);
    //3. 查询节点状态信息：ls -s
    client.getData().storingStatIn(status).forPath("/app1");

    System.out.println(status);

}

Watch事件监听

•ZooKeeper 允许用户在指定节点上注册一些Watcher，并且在一些特定事件触发的时候，ZooKeeper 服务端会将事件通知到感兴趣的客户端上去，该机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的重要特性。

•ZooKeeper 中引入了Watcher机制来实现了发布/订阅功能能，能够让多个订阅者同时监听某一个对象，当一个对象自身状态变化时，会通知所有订阅者。

•ZooKeeper 原生支持通过注册Watcher来进行事件监听，但是其使用并不是特别方便

需要开发人员自己反复注册Watcher，比较繁琐。

•Curator引入了 Cache 来实现对 ZooKeeper 服务端事件的监听。

•ZooKeeper提供了三种Watcher：

•NodeCache : 只是监听某一个特定的节点

•PathChildrenCache : 监控一个ZNode的子节点.

•TreeCache : 可以监控整个树上的所有节点，类似于PathChildrenCache和NodeCache的组合

  /**
     * 演示 NodeCache：给指定一个节点注册监听器
     */

    @Test
    public void testNodeCache() throws Exception {
        //1. 创建NodeCache对象
        final NodeCache nodeCache = new NodeCache(client,"/app1");
        //2. 注册监听
        nodeCache.getListenable().addListener(new NodeCacheListener() {
            @Override
            public void nodeChanged() throws Exception {
                System.out.println("节点变化了~");

                //获取修改节点后的数据
                byte[] data = nodeCache.getCurrentData().getData();
                System.out.println(new String(data));
            }
        });

        //3. 开启监听.如果设置为true，则开启监听是，加载缓冲数据
        nodeCache.start(true);


        while (true){

        }
    }



    /**
     * 演示 PathChildrenCache：监听某个节点的所有子节点们
     */

    @Test
    public void testPathChildrenCache() throws Exception {
        //1.创建监听对象
        PathChildrenCache pathChildrenCache = new PathChildrenCache(client,"/app2",true);

        //2. 绑定监听器
        pathChildrenCache.getListenable().addListener(new PathChildrenCacheListener() {
            @Override
            public void childEvent(CuratorFramework client, PathChildrenCacheEvent event) throws Exception {
                System.out.println("子节点变化了~");
                System.out.println(event);
                //监听子节点的数据变更，并且拿到变更后的数据
                //1.获取类型
                PathChildrenCacheEvent.Type type = event.getType();
                //2.判断类型是否是update
                if(type.equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_UPDATED)){
                    System.out.println("数据变了！！！");
                    byte[] data = event.getData().getData();
                    System.out.println(new String(data));

                }
            }
        });
        //3. 开启
        pathChildrenCache.start();

        while (true){

        }
    }





    /**
     * 演示 TreeCache：监听某个节点自己和所有子节点们
     */

    @Test
    public void testTreeCache() throws Exception {
        //1. 创建监听器
        TreeCache treeCache = new TreeCache(client,"/app2");

        //2. 注册监听
        treeCache.getListenable().addListener(new TreeCacheListener() {
            @Override
            public void childEvent(CuratorFramework client, TreeCacheEvent event) throws Exception {
                System.out.println("节点变化了");
                System.out.println(event);
            }
        });

        //3. 开启
        treeCache.start();

        while (true){

        }
    }

}

分布式锁实现

•在我们进行单机应用开发，涉及并发同步的时候，我们往往采用synchronized或者Lock的方式来解决多线程间的代码同步问题，这时多线程的运行都是在同一个JVM之下，没有任何问题。

•但当我们的应用是分布式集群工作的情况下，属于多JVM下的工作环境，跨JVM之间已经无法通过多线程的锁解决同步问题。

•那么就需要一种更加高级的锁机制，来处理跨机器的进程之间的数据同步问题——这就是分布式锁。

核心思想

当客户端要获取锁，则创建节点，使用完锁，则删除该节点。

1.客户端获取锁时，在lock节点下创建临时顺序节点。

2.然后获取lock下面的所有子节点，客户端获取到所有的子节点之后，如果发现自己创建的子节点序号最小，那么就认为该客户端获取到了锁。使用完锁后，将该节点删除。

3.如果发现自己创建的节点并非lock所有子节点中最小的，说明自己还没有获取到锁，此时客户端需要找到比自己小的那个节点，同时对其注册事件监听器，监听删除事件。

4.如果发现比自己小的那个节点被删除，则客户端的

Watcher会收到相应通知，此时再次判断自己创建的节点

是否是lock子节点中序号最小的，如果是则获取到了锁，

如果不是则重复以上步骤继续获取到比自己小的一个节点

并注册监听。

12306案例

public class Ticket12306 implements Runnable{

    private int tickets = 10;//数据库的票数

    private InterProcessMutex lock ;


    public Ticket12306(){
        //重试策略
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(3000, 10);
        //2.第二种方式
        //CuratorFrameworkFactory.builder();
        CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
                .connectString("192.168.149.135:2181")
                .sessionTimeoutMs(60 * 1000)
                .connectionTimeoutMs(15 * 1000)
                .retryPolicy(retryPolicy)
                .build();

        //开启连接
        client.start();

        lock = new InterProcessMutex(client,"/lock");
    }

    @Override
    public void run() {

        while(true){
            //获取锁
            try {
                lock.acquire(3, TimeUnit.SECONDS);
                if(tickets > 0){

                    System.out.println(Thread.currentThread()+":"+tickets);
                    Thread.sleep(100);
                    tickets--;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //释放锁
                try {
                    lock.release();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }



        }

    }
}

public class LockTest {


    public static void main(String[] args) {
        Ticket12306 ticket12306 = new Ticket12306();

        //创建客户端
        Thread t1 = new Thread(ticket12306,"携程");
        Thread t2 = new Thread(ticket12306,"飞猪");

        t1.start();
        t2.start();
    }

}

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本文作者：飞飞很要强
本文链接：https://www.cnblogs.com/LiPengFeiii/p/15907306.html
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