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章节内容

上节我们完成了：

• ZNode 的基本介绍

• ZNode 节点类型的介绍

• 事务 ID 的介绍

• ZNode 实机测试效果

背景介绍

这里是三台公网云服务器，每台 2C4G，搭建一个 Hadoop 的学习环境，供我学习。

• 2C4G 编号 h121

• 2C4G 编号 h122

• 2C2G 编号 h123

Wacher 机制详解

基本概念

ZooKeeper 使用Watcher机制实现分布式数据的发布/订阅功能。这种机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的核心组件之一，它允许客户端对 ZooKeeper 节点(znode)的变化进行监听。

发布/订阅模型详解

一个典型的发布/订阅模型定义了一对多的订阅关系，能够让多个订阅者同时监听某一个主题对象(在 ZooKeeper 中表现为 znode 节点)。这种模型具有以下特点：

1. 多客户端监听：多个客户端可以同时注册监听同一个 znode 节点

2. 事件驱动：当被监听的 znode 节点发生以下变化时，会触发事件通知：

3. 节点数据变更(DataChanged)

4. 子节点列表变更(ChildrenChanged)

5. 节点创建/删除(NodeCreated/NodeDeleted)

6. 一次性通知：默认情况下，Watcher 是一次性的，事件触发后需要重新注册

工作机制流程

1. 注册监听：客户端通过调用getData()、exists()或getChildren()等方法时设置 Watcher

2. 事件触发：当被监听的 znode 发生相应变化时，ZooKeeper 服务器会生成事件

3. 通知发送：服务器将事件通过 Watcher 回调通知客户端

4. 回调处理：客户端接收到事件后执行预定义的处理逻辑

应用场景示例

1. 配置中心：多个服务监听配置节点，配置变更时所有服务自动更新

2. 集群管理：监听节点存活状态，实现故障检测和自动恢复

3. 分布式锁：监听锁节点变化，实现锁释放通知

4. 领导者选举：监听领导节点变化，实现故障转移

性能特点

1. 轻量级：通知仅包含事件类型和节点路径，不包含具体数据

2. 顺序保证：所有 Watcher 通知按事件发生的先后顺序发送

3. 可靠性：通知能保证被送达，但可能因网络问题延迟 # Wacher 机制详解

基本概念

ZooKeeper 使用Watcher机制实现分布式数据的发布/订阅功能。这种机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的核心组件之一，它允许客户端对 ZooKeeper 节点(znode)的变化进行监听。

发布/订阅模型详解

一个典型的发布/订阅模型定义了一对多的订阅关系，能够让多个订阅者同时监听某一个主题对象(在 ZooKeeper 中表现为 znode 节点)。这种模型具有以下特点：

1. 多客户端监听：多个客户端可以同时注册监听同一个 znode 节点

2. 事件驱动：当被监听的 znode 节点发生以下变化时，会触发事件通知：

3. 节点数据变更(DataChanged)

4. 子节点列表变更(ChildrenChanged)

5. 节点创建/删除(NodeCreated/NodeDeleted)

6. 一次性通知：默认情况下，Watcher 是一次性的，事件触发后需要重新注册

工作机制流程

1. 注册监听：客户端通过调用getData()、exists()或getChildren()等方法时设置 Watcher

2. 事件触发：当被监听的 znode 发生相应变化时，ZooKeeper 服务器会生成事件

3. 通知发送：服务器将事件通过 Watcher 回调通知客户端

4. 回调处理：客户端接收到事件后执行预定义的处理逻辑

应用场景示例

1. 配置中心：多个服务监听配置节点，配置变更时所有服务自动更新

2. 集群管理：监听节点存活状态，实现故障检测和自动恢复

3. 分布式锁：监听锁节点变化，实现锁释放通知

4. 领导者选举：监听领导节点变化，实现故障转移

性能特点

1. 轻量级：通知仅包含事件类型和节点路径，不包含具体数据

2. 顺序保证：所有 Watcher 通知按事件发生的先后顺序发送

3. 可靠性：通知能保证被送达，但可能因网络问题延迟

4. 

ZooKeeper 的 Watcher 机制主要包括：

• 客户端线程

• 客户端 Watcher Manager

• ZooKeeper 服务器

Watcher 机制的工作原理

注册节点

客户端可以在读取或获取某个节点的数据时，选择注册一个 Watcher 来监听节点的变化。ZooKeeper 提供了多种 API 方法来注册 Watcher：

1. getData(path, watch) - 监听指定节点的数据变更

2. getChildren(path, watch) - 监听指定节点的子节点变更

3. exists(path, watch) - 监听指定节点的创建/删除事件

注册 Watcher 的具体流程如下：

1. 客户端调用上述方法时，如果 watch 参数设为 true，会向 ZooKeeper 服务器发送一个注册请求

2. 服务器收到请求后，会将这个 Watcher 记录在相应节点的 Watcher 列表中

3. 服务器会为每个 Watcher 维护一个会话 ID，确保只有注册该 Watcher 的客户端才能收到通知

例如，在分布式配置系统中，客户端可以使用 getData("/config", true) 来注册一个 Watcher，以便在配置变更时及时获取最新配置。

触发节点

当被监听的节点发生以下变化时，ZooKeeper 服务器会触发相应节点上的 Watcher：

1. 数据变更：节点数据被修改(setData)

2. 节点创建：指定路径的节点被创建

3. 节点删除：指定路径的节点被删除

4. 子节点变更：节点的子节点数量发生变化（新增或删除）

需要注意的重要特性：

• Watcher 触发是一次性的，触发后即失效

• 如果客户端需要继续监听，必须在收到通知后重新注册

• 多个客户端可以同时注册同一个节点的 Watcher

• Watcher 触发是有序的，确保客户端看到的状态变化是有序的

在实际应用中，这种一次性机制可以防止因大量事件通知导致的网络拥塞，同时也要求客户端正确处理重新注册的逻辑。

进行通知

当 Watcher 被触发后，ZooKeeper 会向客户端发送一个 WatchedEvent 通知，通知包含以下关键信息：

1. 事件类型：

2. NodeCreated (节点创建)

3. NodeDeleted (节点删除)

4. NodeDataChanged (数据变更)

5. NodeChildrenChanged (子节点变更)

6. 节点路径：发生变化的节点完整路径

客户端处理流程通常包括：

1. 接收事件通知，解析事件类型和节点路径

2. 根据业务需求采取相应行动，例如：

3. 重新获取节点数据

4. 重建监听

5. 更新本地缓存

6. 触发后续业务流程

7. 如果需要继续监听，重新调用 getData/getChildren/exists 方法注册新的 Watcher

典型应用场景：

• 配置中心：配置变更时通知所有客户端

• 集群管理：节点上下线时通知管理节点

• 分布式锁：锁释放时通知等待的客户端

• 服务发现：服务注册信息变更时通知消费者 ## 注册节点

客户端可以在读取或获取某个节点的数据时，选择注册一个 Watcher 来监听节点的变化。ZooKeeper 提供了多种 API 方法来注册 Watcher：

1. getData(path, watch) - 监听指定节点的数据变更

2. getChildren(path, watch) - 监听指定节点的子节点变更

3. exists(path, watch) - 监听指定节点的创建/删除事件

注册 Watcher 的具体流程如下：

1. 客户端调用上述方法时，如果 watch 参数设为 true，会向 ZooKeeper 服务器发送一个注册请求

2. 服务器收到请求后，会将这个 Watcher 记录在相应节点的 Watcher 列表中

3. 服务器会为每个 Watcher 维护一个会话 ID，确保只有注册该 Watcher 的客户端才能收到通知

例如，在分布式配置系统中，客户端可以使用 getData("/config", true) 来注册一个 Watcher，以便在配置变更时及时获取最新配置。

触发节点

当被监听的节点发生以下变化时，ZooKeeper 服务器会触发相应节点上的 Watcher：

1. 数据变更：节点数据被修改(setData)

2. 节点创建：指定路径的节点被创建

3. 节点删除：指定路径的节点被删除

4. 子节点变更：节点的子节点数量发生变化（新增或删除）

需要注意的重要特性：

• Watcher 触发是一次性的，触发后即失效

• 如果客户端需要继续监听，必须在收到通知后重新注册

• 多个客户端可以同时注册同一个节点的 Watcher

• Watcher 触发是有序的，确保客户端看到的状态变化是有序的

在实际应用中，这种一次性机制可以防止因大量事件通知导致的网络拥塞，同时也要求客户端正确处理重新注册的逻辑。

进行通知

当 Watcher 被触发后，ZooKeeper 会向客户端发送一个 WatchedEvent 通知，通知包含以下关键信息：

1. 事件类型：

2. NodeCreated (节点创建)

3. NodeDeleted (节点删除)

4. NodeDataChanged (数据变更)

5. NodeChildrenChanged (子节点变更)

6. 节点路径：发生变化的节点完整路径

客户端处理流程通常包括：

1. 接收事件通知，解析事件类型和节点路径

2. 根据业务需求采取相应行动，例如：

3. 重新获取节点数据

4. 重建监听

5. 更新本地缓存

6. 触发后续业务流程

7. 如果需要继续监听，重新调用 getData/getChildren/exists 方法注册新的 Watcher

典型应用场景：

• 配置中心：配置变更时通知所有客户端

• 集群管理：节点上下线时通知管理节点

• 分布式锁：锁释放时通知等待的客户端

• 服务发现：服务注册信息变更时通知消费者

Watcher 特点

• 一次性：Watcher 机制是一次性的，客户端需要在每次事件发生后重新注册 Watcher 以继续监视节点。

• 异步通知：Watcher 事件是异步通知的，这意味着客户端注册 Watcher 后不会阻塞等待事件的发生，而是通过事件通知机制处理事件。

• 轻量级：Watcher 是轻量级的，不会对 ZooKeeper 服务器带来显著的性能负担。

Watcher 使用场景

• 配置管理：在分布式系统中，多个服务可能依赖同一个配置。通过 Watcher 机制，可以实现配置的动态更新，当配置变更时，所有依赖该配置的服务都能及时收到通知并进行更新。

• 服务发现：在服务发现机制中，客户端可以通过 Watcher 监视服务节点的变化，当有新服务加入或服务下线时，客户端能够及时感知并更新服务列表。

• 分布式锁：在实现分布式锁时，可以使用 Watcher 机制监控锁节点的状态，当锁被释放时，等待的客户端可以收到通知并尝试获取锁。

创建节点

永久节点

create /wzk 123456

顺序节点

create -s /wzk-order 654321

临时节点

create -e /wzk-temp 123123

读取节点

列出节点

ls /

查看数据

get /wzk

更新节点

set /wzk-temp 111222

删除节点

delete /wzk-temp