Zookeeper的應(yīng)用場景-創(chuàng)新互聯(lián)

  • Zookeeper用例：ready znode與配置改變

    在伊通等地區(qū)，都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局，加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以專注、極致的服務(wù)理念，為客戶提供成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作按需定制制作,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),品牌網(wǎng)站制作,成都全網(wǎng)營銷,外貿(mào)營銷網(wǎng)站建設(shè),伊通網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。

  • ZooKeeper中，新的leader可以將某個(gè)path指定為ready znode。 其他節(jié)點(diǎn)將僅在該znode存在時(shí)使用配置。

  • 當(dāng)leader 重建配置之后，會(huì)通知其他副本重建配置，并新建ready znode.

  • 副本為了防止出現(xiàn)不一致，必須在重建配置時(shí)，處理完其之前的所有事務(wù)。保證所有服務(wù)的狀態(tài)一致。

  • 任何一個(gè)副本更新失敗，都不能夠應(yīng)用都需要進(jìn)行重試。

Zookeeper用例：鎖

  • 下面的偽代碼向我們鎖的實(shí)現(xiàn)。通過create試圖持有鎖，如果鎖已經(jīng)被其他的client持有，則通過watch方式監(jiān)控鎖的釋放。

acquire lock:
   retry:
     r = create("app/lock", "", empheral)
     if r:
       return
     else:
       getData("app/lock", watch=True)

    watch_event:
       goto retry

  release lock:
    delete("app/lock")

  • 由于上面的偽代碼可能會(huì)出現(xiàn)羊群效應(yīng)，可以嘗試下面的方式

  • znode下方的children中，序號(hào)最低的的是持有鎖的

  • 其他在等待的client只watch前一個(gè)znode的變化，避免了羊群效應(yīng)

  acquire lock:
     n = create("app/lock/request-", "", empheral|sequential)
   retry:
     requests = getChildren(l, false)
     if n is lowest znode in requests:
       return
     p = "request-%d" % n - 1
     if exists(p, watch = True)
       goto retry

    watch_event:
       goto retry

Zookeeper簡化程序構(gòu)建但其不是最終的解決方案

  • 應(yīng)用程序還有許多需要解決的問題

  • 例如如果我們要在GFS中使用Zookeeper，那么我們還需要

    • chunks的副本方案

    • primary失敗的協(xié)議

    • …

  • 但是使用了Zookeeper，至少可以使master容錯(cuò)，不會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分區(qū)腦裂的問題

Zookeeper實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)

  • 和lab3相似，具有兩層

    • ZooKeeper 服務(wù)層  (K/V 層)

    • ZAB 層 (Raft 層)

  • Start() 在底層執(zhí)行插入操作

  • 隨后，ops從每個(gè)副本服務(wù)器的底層彈出，這些操作按照彈出的順序提交(commited),在lab3中使用apply channel，在ZAB層中，通過調(diào)用abdeliver()

挑戰(zhàn)：處理重復(fù)的客戶端請(qǐng)求

  • 場景：primary收到客戶端請(qǐng)求后，返回失敗，客戶端進(jìn)行重試

  • 在lab3中，我們使用了map來解決重復(fù)的請(qǐng)求問題，但是每一個(gè)客戶端是堵塞的，只能夠等待完成才能進(jìn)行下一個(gè)

  • 在Zookeeper中，在一段時(shí)間內(nèi)的操作是冪等的，以最后一次操作為準(zhǔn)

挑戰(zhàn)： 讀取操作的效率

  • 大部分的操作都是讀取操作，他們不修改狀態(tài)

  • 讀取操作是否必須通過ZAB層？

  • 任何副本服務(wù)器都可以執(zhí)行讀取操作？

  • 如果讀取操作通過Raft/ZAB層，則性能會(huì)降低

  • 讀取操作如果不通過Raft/ZAB層、可能會(huì)返回過時(shí)的數(shù)據(jù)

Zookeeper解決方案：允許返回過時(shí)的數(shù)據(jù)

  • 讀取可以由任何副本執(zhí)行

  • 讀取吞吐量隨著服務(wù)器數(shù)量的增加而增加

  • 讀取返回它看到的最后一個(gè)zxid

  • 只有sync-read() 保證數(shù)據(jù)不過時(shí)

  • read操作會(huì)返回zxid,zxid包含了部分客戶端對(duì)于此read請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的write請(qǐng)求的順序，從而客戶端能夠了解此server操作是否落后于client。

  • 心跳檢測以及建立session時(shí)都會(huì)返回zxid，當(dāng)客戶端連接服務(wù)器時(shí)，通過zxid對(duì)比保證client與server的狀態(tài)足夠接近

總結(jié)

  • Zookeeper通過將wait-free對(duì)象（znode對(duì)象）暴露給客戶端解決分布式系統(tǒng)中的進(jìn)程協(xié)調(diào)問題

  • Zookeeper保證了write操作的線性一致性以及客戶端操作的FIFO順序

  • Zookeeper通過允許讀取操作返回過時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了每秒數(shù)十萬次操作的吞吐量值，適用于多讀而少些的場景

  • Zookeeper仍然提供了保證讀一致性的sync操作

  • Zookeeper具有強(qiáng)大的API功能用于多樣的應(yīng)用場景，并且內(nèi)在提供主從容錯(cuò)機(jī)制，在包括雅虎在內(nèi)的多家公司廣泛應(yīng)用

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