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第 3 级

28 二月 2021
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动物园管理员或动物园管理员的生活是什么样的

介绍

Java 应用程序通常有不同的配置。例如，地址和连接端口。例如，如果我们使用Properties类，它可能看起来像这样：

public static void main(String []args) {
	Properties props = new Properties();
	props.setProperty("host", "www.tutorialspoint.com");
	System.out.println("Hello, " + props.getProperty("host"));
}

这似乎就足够了，因为…… 我们可以从文件中获取属性。一切似乎都在一台机器上与我们相处得很好。但是想象一下，我们的系统开始由彼此分离的不同系统组成？这样的系统也称为分布式系统。在维基百科上，您可以找到以下定义：分布式系统是其组件位于不同网络计算机上的系统，这些计算机相互通信并通过相互交换消息来协调其操作。你可以看下图：

通过这种方法，单个系统被分为多个组件。配置是一个单独的公共组件。其他每个组件都充当配置组件的客户端。这种情况称为“分布式配置”。分布式配置有许多不同的实现。在今天的评论中，我建议熟悉其中之一，称为 Zookeeper。

动物园管理员

了解 Zookeeper 的路径始于其官方网站：zookeeper.apache.org在官方网站上，您需要转到“下载” 部分。在本部分中，下载 .tar.gz 格式的存档，例如“zookeeper-3.4.13.tar.gz”。tar 是 Unit 系统的传统存档格式。gz - 表示使用 gzip 来压缩存档。如果我们在 Windows 机器上工作，那么这不应该困扰我们。大多数现代归档程序（例如7-zip）可以在 Windows 上与它们完美配合。让我们将内容提取到某个目录中。同时，我们将看到差异 - 在解压状态下的磁盘上，它将占用大约 60 兆字节，而我们下载的存档大小约为 35 兆字节。正如您所看到的，压缩确实有效。现在您需要启动 Zookeeper。总的来说，Zookeeper是一种服务器。Zookeeper 可以以两种模式之一运行：Standalone或Replicated。让我们考虑最简单的选项，也称为第一个选项 - 独立模式。为了运行 Zookeper，它需要一个配置文件。因此，让我们在这里创建它：[КаталогРаспаковкиZookeeper]/conf/zoo.cfg。对于 Windows，我们将使用 Medium 的建议：“在 Windows 上安装 Apache ZooKeeper ”。配置文件的内容将是这样的：

tickTime=2000
dataDir=C:/zookeeper-3.4.13/data
clientPort=2181

让我们添加包含zookeper根目录路径的ZOOKEEPER_HOME环境变量（如medium上的说明），同时将以下片段添加到PATH环境变量中：另外;%ZOOKEEPER_HOME%\bin; ，dataDir中指定的目录必须存在，否则Zookeeper将不会能够启动服务器。现在我们可以使用命令：zkServer 安全地启动服务器。由于Zookeeper目录已添加到path环境变量中，我们可以从任何地方调用Zookeeper命令，而不仅仅是从bin目录。

Z节点

正如《 Zookeeper 概述》中所述，Zookeeper 中的数据以ZNode （节点）的形式表示，这些 ZNode 被组织成树形结构。也就是说，每个 ZNode 都可以包含数据并具有子 ZNode。关于ZNode组织的更多信息可以在Zookeeper文档中找到：“数据模型和分层命名空间”。为了与 Zookeeper 和 ZNode 配合使用，我们将使用Zookeeper CLI（命令行界面）。之前，我们使用 zkServer 命令启动服务器。现在，要连接，让我们执行。zkCli.cmd -server 127.0.0.1:2181 如果成功，将创建与 Zookeeper 的连接会话，我们将看到大约以下输出：

有趣的是，即使在安装之后，Zookeeper 就已经拥有了 ZNode。它有以下路径：/zookeeper/quota

这些就是所谓的“配额”。正如“ Apache ZooKeeper Essentials ”中所述，每个 ZNode 都可以有一个与之关联的配额，限制它可以存储的数据。可以指定 znode 数量和存储数据量的限制。而且，如果超过这个限制，那么对ZNode的操作不会被取消，但会收到有关超过限制的警告。建议阅读《ZooKeeper 程序员指南：ZNodes》中有关 ZNode 的内容。其中的一些示例说明了如何使用 ZNode：

我还想指出 ZNode 是不同的。常规 ZNode（除非您指定其他标志）的类型为“ permanent ”。有一个“临时节点”类型的 ZNode。此类 ZNode 仅在创建它们的 Zookeeper 连接会话期间存在。有一个“序列节点”类型的 ZNode。这些 ZNode 附加有序列中的编号以确保唯一性。序列节点可以是持久的或短暂的。这里还推荐一些有关 ZNode 的背景信息：“ Zookeeper ZNodes – 特征和示例”。

Z节点观察者

我还想谈谈观察者。关于它们的详细信息写在 Zookeeper 的文档中：“ ZooKeeper Watches ”。简而言之，观察者是由某个事件触发的一次性触发器。通过执行 getData()、getChildren() 或 Exists() 操作检索数据，我们可以创建触发器作为附加操作。Zookeeper 确保事件的处理顺序。此外，文档指出，在我们看到新的 ZNode 值之前，我们将看到一个有关将旧值更改为新值的事件。您可以在此处阅读有关观察者的更多信息：“ ZooKeeper 观察 – 功能和保证”。为了尝试这个，让我们再次使用CLI：假设我们有一些 ZNode，其值用于存储某些服务的状态：

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 0] create /services/service1/status stopped
Created /services/service1/status
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 1] get /services/service1/status [watch]
stopped

现在，如果数据/services/service1/status发生变化，我们的一次性触发器将触发：

有趣的是，当连接到 Zookeeper 时，我们还可以看到观察者是如何工作的：

WATCHER::
WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null

SyncConnected是可能的 Zookeper 事件之一。有关它的更多详细信息可以在 API 描述中找到。

动物园管理员和Java

现在我们对 Zookeeper 的功能有了一些基本的了解。现在让我们通过 Java 而不是通过 CLI 来使用它。为此，我们需要一个 Java 应用程序，在其中我们将了解如何与 Zookeeper 一起工作。为了创建应用程序，我们将使用Gradle项目构建系统。我们将使用“ Gradle Build Init 插件”创建项目。为此，我们运行命令：gradle init --type java-application 如果 Gradle 要求我们澄清问题，那么我们将保留默认值（只需按 Enter）。现在让我们打开构建脚本，即构建.gradle 文件。它包含对我们的项目的组成以及它所依赖的工件（库、框架）的描述。因为我们想要使用Zookeeper，那么我们需要添加它。因此，我们将 Zookeeper 的依赖项添加到依赖项块中：

dependencies {
    implementation 'org.apache.zookeeper:zookeeper:3.4.13'

您可以在评论中阅读有关 Gradle 的更多信息：“ Gradle 简介”。因此，我们有一个 Java 项目，我们将 Zookeeper 库连接到它。现在让我们写点东西吧。我们记得，使用 CLI 我们连接了这样的东西：zkCli.cmd -server 127.0.0.1:2181 让我们在 App 类的 main 方法中声明“server”属性：

String server = "127.0.0.1:2181";

连接不是一个即时动作。我们必须以某种方式在程序执行的主线程中等待连接的发生。因此，我们需要一把锁。下面我们来声明一下：

Object lock = new Object();

现在我们需要有人告诉我们连接已经建立。我们记得，当我们通过 CLI 执行此操作时，观察者为我们工作。所以在 Java 代码中一切都是完全相同的。我们的观察者将显示一条有关成功完成的消息，并通过锁通知等待的每个人。我们来写一个观察者：

Watcher connectionWatcher = new Watcher() {
	public void process(WatchedEvent we) {
		if (we.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
			System.out.println("Connected to Zookeeper in " + Thread.currentThread().getName());
			synchronized (lock) {
            	lock.notifyAll();
            }
		}
	}
};

现在让我们添加到zooKeeper服务器的连接：

int sessionTimeout = 2000;
ZooKeeper zooKeeper = null;
synchronized (lock) {
	zooKeeper = new ZooKeeper(server, sessionTimeout, connectionWatcher);
	lock.wait();
}

这里一切都很简单。当在程序主线程中执行main方法时，我们获取锁并向zookeeper请求连接。同时，我们释放锁并等待，直到其他人抢到锁并通知我们可以继续。当连接建立后，观察者就会开始工作。他将检查 SyncConnected 事件是否已到达（我们记得，这是观察者通过 CLI 捕获的事件），然后写入一条消息。接下来，我们获取锁（因为主线程之前释放了它）并通知所有等待锁的线程我们可以继续。事件处理线程退出同步块，从而释放锁。主线程收到通知，等待锁释放后，继续执行，因为在收到锁之前，它将无法退出同步块并继续工作。因此，使用多线程和 Zookeeper API，我们可以执行各种操作。Zookeeper API 比 CLI 允许的范围要广泛得多。例如：

// Creation нового узла
String znodePath = "/zookeepernode2";
List<ACL> acls = ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE;
if (zooKeeper.exists(znodePath, false) == null) {
	zooKeeper.create(znodePath, "data".getBytes(), acls, CreateMode.PERSISTENT);
}

// Получение данных из узла
byte[] data = zooKeeper.getData(znodePath, null, null);
System.out.println("Result: " + new String(data, "UTF-8"));

正如你所看到的，在创建节点时我们可以配置ACL。这是另一个重要特征。ACL 是适用于 ZNode 操作的权限。设置比较多，建议大家详细参考官方文档：《Zookeeper ACL权限》。

结论

我们为什么读这个？因为Zookeeper被用于其他流行的技术中。例如，Apache Kafka需要Zookeeper，您可以在“ Kafka快速入门指南”中阅读有关Zookeeper的信息。它也用于 NOSQL 数据库 HBase，您可以在他们的“ HBase 快速入门指南”中阅读更多信息。事实上，许多其他项目都使用 Zookeeper。其中一些列在“在现实世界中使用 Zookeeper ”。我希望我回答了“为什么”这个问题。现在最重要的问题是：“下一步是什么？” 首先，您可以阅读以下有关 Apache Zookeeper 主题的书籍：

“ ZooKeeper：分布式进程协调”，Flavio Junqueira、Benjamin Reed
《Apache ZooKeeper 基础知识》

其次，有关于Zookeeper的精彩视频报道。推荐观看：

Yandex 研讨会：“ ZooKeeper 对开发者有什么好处”
动物园管理员介绍
使用 Spring 和 Apache ZooKeeper 进行集中式应用程序配置

第三，有几篇有用的文章可以补充世界的图景：

这是一篇非常简短的评论，但作为介绍性的文字，我希望它会有用。#维亚切斯拉夫

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