ZooKeeper系列（3）--基於ZooKeeper實現主從協做

主-從模式的模型中，主要包括三個角色：

• 主節點： 主要負責監視新的節點和任務，分配任務給可用的從節點;

• 從節點： 經過註冊本身，確保主節點看到它們能夠執行任務，收到主節點分配的任務後，執行並記錄狀態;

• 客戶端： 建立新的任務並等待系統響應。

1. Zookeeper節點介紹

現經過ZooKeeper的API完成簡單的主從協做。在此以前，需瞭解下ZooKeeper中節點的基本概念。節點的類型分爲如下幾類：

• 持久節點：節點建立後就一直存在，直到有刪除操做來主動刪除該節點

• 臨時節點：臨時節點的生命週期和建立該節點的客戶端會話綁定，即若是客戶端會話失效（客戶端宕機或下線），這個節點自動刪除

• 時序節點：建立節點是能夠設置這個屬性，ZooKeeper會自動爲給定的節點加上一個數字後綴，做爲新的節點名。數字後綴的範圍是整型的最大值

• 臨時性時序節點：同時具有臨時節點與時序節點的特性，主要用於分佈式鎖的實現

2. 各個角色的實現

基於Zookeeper各個類型節點的特色，實現主從模式中的各個角色。在ZooKeeper中建立如下節點用於主從協做：

• /master 表示主節點;

• /workers/worker-id 表示從節點;

• /tasks/task-id 表示任務;

• /assign 表示任務分配狀況。

2.1 主節點角色

由於只有一個進程會成爲主節點，因此進程成爲主節點後必須鎖定管理權，所以進程須要建立名爲/master的臨時節點，並寫入數據，記錄該進程的信息，如IP，編號等。

其它進程在嘗試建立/master成爲主節點時，ZooKeeper會報錯，提示該節點已存在。然而主節點可能會崩潰，其它節點須要接替它成爲主節點，所以須要在主節點/master上設置監視點（watch）。當監視到/master不存在時，該進程再次建立/master節點，嘗試成爲主節點。

2.2 從節點角色

從節點首先要通知主節點，告知主節點本身能夠執行任務。從節點經過在/workers子節點下建立臨時節點，並在字節點中使用主機名或IP來標識本身，如：/workers/worker1.example.com。主節點經過監視（watch）/workers節點，獲取全部可用的從節點信息。

從節點須要在/assign下建立本身的子節點，用於接收任務分配，如/assign/worker1.example.com，並監視這個節點的變化，等待新的任務。

2.3 客戶端角色

客戶端向系統中添加任務（有序節點），咱們須要按照任務添加的順序建立節點，其本質上是一個隊列。如執行操做create -s /tasks/task-，會生成/tasks/task-00（數字依次遞增），客戶端須要知道該任務的完成狀態，所以須要監視（watch）該節點。

3. 各個角色相互配合實現主從協做

主節點監視/tasks，當客戶端添加任務時，建立/tasks/task-00，主節點收到通知，會去/workers下檢查可用的從節點。

獲取到從節點列表後，選擇其中一個從節點，分派任務：/assign/worker1.example.com/task-00。

從節點經過監視/assign/worker1.example.com，獲取本身的任務，並執行。任務完成後，從節點會在/tasks/task-00下更新狀態，告知客戶端該任務已完成：/tasks/task-00/status。

客戶端收到完成任務完成的通知後，整個任務的執行就結束了。固然任務可能會很是複雜，甚至涉及另外一個分佈式系統。可是無論是什麼樣的任務，執行的機制與經過ZooKeeper來傳遞結果，本質上都是同樣的。

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