Zookeeper客戶端Curator使用詳解(轉(zhuǎn)載)

Zookeeper客戶端Curator使用詳解

前提

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簡介

Curator是Netflix公司開源的一套zookeeper客戶端框架,解決了很多Zookeeper客戶端非常底層的細(xì)節(jié)開發(fā)工作,包括連接重連、反復(fù)注冊Watcher和NodeExistsException異常等等。Patrixck Hunt(Zookeeper)以一句“Guava is to Java that Curator to Zookeeper”給Curator予高度評價。
引子和趣聞:
Zookeeper名字的由來是比較有趣的,下面的片段摘抄自《從PAXOS到ZOOKEEPER分布式一致性原理與實踐》一書:
Zookeeper最早起源于雅虎的研究院的一個研究小組。在當(dāng)時,研究人員發(fā)現(xiàn),在雅虎內(nèi)部很多大型的系統(tǒng)需要依賴一個類似的系統(tǒng)進(jìn)行分布式協(xié)調(diào),但是這些系統(tǒng)往往存在分布式單點問題。所以雅虎的開發(fā)人員就試圖開發(fā)一個通用的無單點問題的分布式協(xié)調(diào)框架。在立項初期,考慮到很多項目都是用動物的名字來命名的(例如著名的Pig項目),雅虎的工程師希望給這個項目也取一個動物的名字。時任研究院的首席科學(xué)家Raghu Ramakrishnan開玩笑說:再這樣下去,我們這兒就變成動物園了。此話一出,大家紛紛表示就叫動物園管理員吧——因為各個以動物命名的分布式組件放在一起,雅虎的整個分布式系統(tǒng)看上去就像一個大型的動物園了,而Zookeeper正好用來進(jìn)行分布式環(huán)境的協(xié)調(diào)——于是,Zookeeper的名字由此誕生了。

Curator無疑是Zookeeper客戶端中的瑞士軍刀,它譯作"館長"或者''管理者'',不知道是不是開發(fā)小組有意而為之,筆者猜測有可能這樣命名的原因是說明Curator就是Zookeeper的館長(腦洞有點大:Curator就是動物園的園長)。
Curator包含了幾個包:
curator-framework:對zookeeper的底層api的一些封裝
curator-client:提供一些客戶端的操作,例如重試策略等
curator-recipes:封裝了一些高級特性,如:Cache事件監(jiān)聽、選舉、分布式鎖、分布式計數(shù)器、分布式Barrier等
Maven依賴(使用curator的版本:2.12.0,對應(yīng)Zookeeper的版本為:3.4.x,如果跨版本會有兼容性問題,很有可能導(dǎo)致節(jié)點操作失敗):

        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-framework</artifactId>
            <version>2.12.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-recipes</artifactId>
            <version>2.12.0</version>
        </dependency>

Curator的基本Api

創(chuàng)建會話

1.使用靜態(tài)工程方法創(chuàng)建客戶端

一個例子如下:

RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client =
CuratorFrameworkFactory.newClient(
                        connectionInfo,
                        5000,
                        3000,
                        retryPolicy);

newClient靜態(tài)工廠方法包含四個主要參數(shù):

參數(shù)名 說明
connectionString 服務(wù)器列表,格式host1:port1,host2:port2,...
retryPolicy 重試策略,內(nèi)建有四種重試策略,也可以自行實現(xiàn)RetryPolicy接口
sessionTimeoutMs 會話超時時間,單位毫秒,默認(rèn)60000ms
connectionTimeoutMs 連接創(chuàng)建超時時間,單位毫秒,默認(rèn)60000ms

2.使用Fluent風(fēng)格的Api創(chuàng)建會話

核心參數(shù)變?yōu)榱魇皆O(shè)置,一個列子如下:

        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
        CuratorFramework client =
        CuratorFrameworkFactory.builder()
                .connectString(connectionInfo)
                .sessionTimeoutMs(5000)
                .connectionTimeoutMs(5000)
                .retryPolicy(retryPolicy)
                .build();

3.創(chuàng)建包含隔離命名空間的會話

為了實現(xiàn)不同的Zookeeper業(yè)務(wù)之間的隔離,需要為每個業(yè)務(wù)分配一個獨立的命名空間(NameSpace),即指定一個Zookeeper的根路徑(官方術(shù)語:為Zookeeper添加“Chroot”特性)。例如(下面的例子)當(dāng)客戶端指定了獨立命名空間為“/base”,那么該客戶端對Zookeeper上的數(shù)據(jù)節(jié)點的操作都是基于該目錄進(jìn)行的。通過設(shè)置Chroot可以將客戶端應(yīng)用與Zookeeper服務(wù)端的一課子樹相對應(yīng),在多個應(yīng)用共用一個Zookeeper集群的場景下,這對于實現(xiàn)不同應(yīng)用之間的相互隔離十分有意義。

RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
        CuratorFramework client =
        CuratorFrameworkFactory.builder()
                .connectString(connectionInfo)
                .sessionTimeoutMs(5000)
                .connectionTimeoutMs(5000)
                .retryPolicy(retryPolicy)
                .namespace("base")
                .build();

啟動客戶端

當(dāng)創(chuàng)建會話成功,得到client的實例然后可以直接調(diào)用其start( )方法:

client.start();

數(shù)據(jù)節(jié)點操作

創(chuàng)建數(shù)據(jù)節(jié)點

Zookeeper的節(jié)點創(chuàng)建模式:

  • PERSISTENT:持久化
  • PERSISTENT_SEQUENTIAL:持久化并且?guī)蛄刑?/li>
  • EPHEMERAL:臨時
  • EPHEMERAL_SEQUENTIAL:臨時并且?guī)蛄刑?/li>

**創(chuàng)建一個節(jié)點,初始內(nèi)容為空 **

client.create().forPath("path");

注意:如果沒有設(shè)置節(jié)點屬性,節(jié)點創(chuàng)建模式默認(rèn)為持久化節(jié)點,內(nèi)容默認(rèn)為空

創(chuàng)建一個節(jié)點,附帶初始化內(nèi)容

client.create().forPath("path","init".getBytes());

創(chuàng)建一個節(jié)點,指定創(chuàng)建模式(臨時節(jié)點),內(nèi)容為空

client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("path");

創(chuàng)建一個節(jié)點,指定創(chuàng)建模式(臨時節(jié)點),附帶初始化內(nèi)容

client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("path","init".getBytes());

創(chuàng)建一個節(jié)點,指定創(chuàng)建模式(臨時節(jié)點),附帶初始化內(nèi)容,并且自動遞歸創(chuàng)建父節(jié)點

client.create()
      .creatingParentContainersIfNeeded()
      .withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
      .forPath("path","init".getBytes());

這個creatingParentContainersIfNeeded()接口非常有用,因為一般情況開發(fā)人員在創(chuàng)建一個子節(jié)點必須判斷它的父節(jié)點是否存在,如果不存在直接創(chuàng)建會拋出NoNodeException,使用creatingParentContainersIfNeeded()之后Curator能夠自動遞歸創(chuàng)建所有所需的父節(jié)點。

刪除數(shù)據(jù)節(jié)點

刪除一個節(jié)點

client.delete().forPath("path");

注意,此方法只能刪除葉子節(jié)點,否則會拋出異常。

刪除一個節(jié)點,并且遞歸刪除其所有的子節(jié)點

client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("path");

刪除一個節(jié)點,強制指定版本進(jìn)行刪除

client.delete().withVersion(10086).forPath("path");

刪除一個節(jié)點,強制保證刪除

client.delete().guaranteed().forPath("path");

guaranteed()接口是一個保障措施,只要客戶端會話有效,那么Curator會在后臺持續(xù)進(jìn)行刪除操作,直到刪除節(jié)點成功。

注意:上面的多個流式接口是可以自由組合的,例如:

client.delete().guaranteed().deletingChildrenIfNeeded().withVersion(10086).forPath("path");

讀取數(shù)據(jù)節(jié)點數(shù)據(jù)

讀取一個節(jié)點的數(shù)據(jù)內(nèi)容

client.getData().forPath("path");

注意,此方法返的返回值是byte[ ];

讀取一個節(jié)點的數(shù)據(jù)內(nèi)容,同時獲取到該節(jié)點的stat

Stat stat = new Stat();
client.getData().storingStatIn(stat).forPath("path");

更新數(shù)據(jù)節(jié)點數(shù)據(jù)

更新一個節(jié)點的數(shù)據(jù)內(nèi)容

client.setData().forPath("path","data".getBytes());

注意:該接口會返回一個Stat實例

更新一個節(jié)點的數(shù)據(jù)內(nèi)容,強制指定版本進(jìn)行更新

client.setData().withVersion(10086).forPath("path","data".getBytes());

檢查節(jié)點是否存在

client.checkExists().forPath("path");

注意:該方法返回一個Stat實例,用于檢查ZNode是否存在的操作. 可以調(diào)用額外的方法(監(jiān)控或者后臺處理)并在最后調(diào)用forPath( )指定要操作的ZNode

獲取某個節(jié)點的所有子節(jié)點路徑

client.getChildren().forPath("path");

注意:該方法的返回值為List<String>,獲得ZNode的子節(jié)點Path列表。 可以調(diào)用額外的方法(監(jiān)控、后臺處理或者獲取狀態(tài)watch, background or get stat) 并在最后調(diào)用forPath()指定要操作的父ZNode

事務(wù)

CuratorFramework的實例包含inTransaction( )接口方法,調(diào)用此方法開啟一個ZooKeeper事務(wù). 可以復(fù)合create, setData, check, and/or delete 等操作然后調(diào)用commit()作為一個原子操作提交。一個例子如下:

client.inTransaction().check().forPath("path")
      .and()
      .create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("path","data".getBytes())
      .and()
      .setData().withVersion(10086).forPath("path","data2".getBytes())
      .and()
      .commit();

異步接口

上面提到的創(chuàng)建、刪除、更新、讀取等方法都是同步的,Curator提供異步接口,引入了BackgroundCallback接口用于處理異步接口調(diào)用之后服務(wù)端返回的結(jié)果信息。BackgroundCallback接口中一個重要的回調(diào)值為CuratorEvent,里面包含事件類型、響應(yīng)嗎和節(jié)點的詳細(xì)信息。

CuratorEventType

事件類型 對應(yīng)CuratorFramework實例的方法
CREATE #create()
DELETE #delete()
EXISTS #checkExists()
GET_DATA #getData()
SET_DATA #setData()
CHILDREN #getChildren()
SYNC #sync(String,Object)
GET_ACL #getACL()
SET_ACL #setACL()
WATCHED #Watcher(Watcher)
CLOSING #close()

響應(yīng)碼(#getResultCode())

響應(yīng)碼 意義
0 OK,即調(diào)用成功
-4 ConnectionLoss,即客戶端與服務(wù)端斷開連接
-110 NodeExists,即節(jié)點已經(jīng)存在
-112 SessionExpired,即會話過期

一個異步創(chuàng)建節(jié)點的例子如下:

Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
client.create()
      .creatingParentsIfNeeded()
      .withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
      .inBackground((curatorFramework, curatorEvent) -> {      System.out.println(String.format("eventType:%s,resultCode:%s",curatorEvent.getType(),curatorEvent.getResultCode()));
      },executor)
      .forPath("path");

注意:如果#inBackground()方法不指定executor,那么會默認(rèn)使用Curator的EventThread去進(jìn)行異步處理。

Curator食譜(高級特性)

提醒:首先你必須添加curator-recipes依賴,下文僅僅對recipes一些特性的使用進(jìn)行解釋和舉例,不打算進(jìn)行源碼級別的探討

        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-recipes</artifactId>
            <version>2.12.0</version>
        </dependency>

重要提醒:強烈推薦使用ConnectionStateListener監(jiān)控連接的狀態(tài),當(dāng)連接狀態(tài)為LOST,curator-recipes下的所有Api將會失效或者過期,盡管后面所有的例子都沒有使用到ConnectionStateListener。

緩存

Zookeeper原生支持通過注冊Watcher來進(jìn)行事件監(jiān)聽,但是開發(fā)者需要反復(fù)注冊(Watcher只能單次注冊單次使用)。Cache是Curator中對事件監(jiān)聽的包裝,可以看作是對事件監(jiān)聽的本地緩存視圖,能夠自動為開發(fā)者處理反復(fù)注冊監(jiān)聽。Curator提供了三種Watcher(Cache)來監(jiān)聽結(jié)點的變化。

Path Cache

Path Cache用來監(jiān)控一個ZNode的子節(jié)點. 當(dāng)一個子節(jié)點增加, 更新,刪除時, Path Cache會改變它的狀態(tài), 會包含最新的子節(jié)點, 子節(jié)點的數(shù)據(jù)和狀態(tài),而狀態(tài)的更變將通過PathChildrenCacheListener通知。

實際使用時會涉及到四個類:

  • PathChildrenCache
  • PathChildrenCacheEvent
  • PathChildrenCacheListener
  • ChildData

通過下面的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建Path Cache:

public PathChildrenCache(CuratorFramework client, String path, boolean cacheData)

想使用cache,必須調(diào)用它的start方法,使用完后調(diào)用close方法。 可以設(shè)置StartMode來實現(xiàn)啟動的模式

......to be continue

作者:zhrowable
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