zookeeper第四节课 1

Apache ZooKeeper 是一个分布式协调服务，它为分布式应用程序提供了一个高度可用、一致性的命名服务、配置管理、组服务和分布式锁等。在本节中，我们将深入探讨Zookeeper的源码原理，特别是服务端的QuorumPeerMain类，以及Zookeeper的选举机制。 **QuorumPeerMain类的启动流程** Zookeeper服务的启动主要由`org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain`类的`start`方法控制。这个方法分为单机模式和集群模式。在单机模式下，Zookeeper作为一个独立的服务运行；而在集群模式下，多个Zookeeper服务器相互协作，通过Quorum机制确保数据的一致性。 `QuorumPeerMain`启动时会创建一个`QuorumPeer`实例，该实例负责处理Zookeeper服务器的核心逻辑，包括处理网络请求、参与选举等。在`start`方法中，会创建一个线程并运行`run`方法，该方法包含了服务器的生命周期管理，如启动选举、监听网络连接等。 **线程与RunableZnode** `run`方法内部，`QuorumPeer`会启动一系列线程来处理不同的任务。例如，`startLeaderElection`方法用于启动领导者的选举过程。在这个过程中，每个服务器都会发送自己的投票，包含MyID（服务器标识）和ZXID（事务ID），ZXID反映了服务器处理的最新事务。服务器会根据这些信息进行比较，选择ZXID最大的服务器作为领导者。 **ZAB协议与数据传输** Zookeeper采用ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）协议来保证数据的一致性。ZAB协议的核心是原子广播，它确保每个服务器都收到并处理相同的事务。在数据传输中，`OutputArchive`和`InputArchive`是Jute库提供的序列化和反序列化工具，它们负责将Zookeeper的数据结构转换成字节流，以便在网络间传输。 **选举流程** Zookeeper的选举分为五个步骤： 1. **初始化选举**：所有服务器开始投票，给自己投票，携带自己的MyID和ZXID。 2. **接受投票**：服务器接收其他服务器的投票，比较ZXID。 3. **处理投票**：服务器进行投票比较，确定当前的投票结果。 4. **统计投票**：计算得票数，超过半数的服务器才能成为领导者。 5. **状态变更**：当选为领导者后，服务器状态变更为LEADING，其他服务器变为FOLLOWING或OBSERVING。 **服务器状态** Zookeeper服务器有四种状态：LOOKING（寻找领导者）、FOLLOWING（跟随者）、LEADING（领导者）和OBSERVING（观察者）。服务器根据其角色和集群状态自动切换这些状态。 **运维工具与四字命令** Zookeeper提供了丰富的运维工具，通过四字命令可以获取和监控服务器的状态： - `conf`：显示服务器配置详情。 - `cons`：列出所有客户端连接信息。 - `crst`：重置连接和会话统计。 - `dump`：仅在领导者节点上列出重要会话和临时节点。 - `envi`：打印服务器环境信息。 - `reqs`：列出未处理的请求。 - `ruok`：检查服务器是否正常，返回"imok"表示正常。 - `stat`：输出性能和客户端连接信息。 - `srst`：重置服务器统计。 - `srvr`：显示服务器连接详情。 - `wchs`、`wchc`、`wchp`：列出不同维度的watch详细信息。 - `mntr`：输出监控集群健康状态的变量。 **容灾与选举策略** 在选举过程中，Zookeeper遵循N/2+1的原则，即超过半数的服务器同意，才能确认一个新的领导者。这种策略确保了即使在集群部分节点故障的情况下，仍能正常选举出领导者，从而保证服务的高可用性。 总结来说，Zookeeper的源码原理涉及到服务器启动、选举机制、数据一致性协议以及运维工具等多个方面，理解这些知识点对于有效管理和优化Zookeeper集群至关重要。