ZooKeeper系列（3）--

基于ZooKeeper實作主從協作 

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，配置設定任務給可用的從節點;

從節點：通過注冊自己，確定主節點看到它們可以執行任務，收到主節點配置設定的任務後，執行并記錄狀态;

用戶端：建立新的任務并等待系統響應。

1. Zookeeper節點介紹

現通過ZooKeeper的API完成簡單的主從協作。在此之前，需了解下ZooKeeper中節點的基本概念。節點的類型分為以下幾類：

    1. 持久節點：節點建立後就一直存在，直到有删除操作來主動删除該節點

    2. 臨時節點：臨時節點的生命周期和建立該節點的用戶端會話綁定，即如果用戶端會話失效（用戶端當機或下線），這個節點自動删除 

    3. 時序節點：建立節點是可以設定這個屬性，ZooKeeper會自動為給定的節點加上一個數字字尾，作為新的節點名。數字字尾的範圍是整型的最大值

     4. 臨時性時序節點：同時具備臨時節點與時序節點的特性，主要用于分布式鎖的實作

2. 各個角色的實作

基于Zookeeper各個類型節點的特點，實作主從模式中的各個角色。在ZooKeeper中建立以下節點用于主從協作：

/master 表示主節點;

/workers/worker-id 表示從節點;

/tasks/task-id 表示任務;

/assign 表示任務配置設定情況。

2.1 主節點角色

因為隻有一個程序會成為主節點，是以程序成為主節點後必須鎖定管理權，是以程序需要建立名為/master的臨時節點，并寫入資料，記錄該程序的資訊，如IP，編号等。

其它程序在嘗試建立/master成為主節點時，ZooKeeper會報錯，提示該節點已存在。然而主節點可能會崩潰，其它節點需要接替它成為主節點，是以需要在主節點/master上設定監視點（watch）。當監視到/master不存在時，該程序再次建立/master節點，嘗試成為主節點。

2.2 從節點角色

從節點首先要通知主節點，告知主節點自己可以執行任務。從節點通過在/workers子節點下建立臨時節點，并在位元組點中使用主機名或IP來辨別自己，如：/workers/worker1.example.com。主節點通過監視（watch）/workers節點，擷取所有可用的從節點資訊。

從節點需要在/assign下建立自己的子節點，用于接收任務配置設定，如/assign/worker1.example.com，并監視這個節點的變化，等待新的任務。

2.3 用戶端角色

用戶端向系統中添加任務（有序節點），我們需要按照任務添加的順序建立節點，其本質上是一個隊列。如執行操作create -s /tasks/task-，會生成/tasks/task-00（數字依次遞增），用戶端需要知道該任務的完成狀态，是以需要監視（watch）該節點。

3. 各個角色互相配合實作主從協作

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

擷取到從節點清單後，選擇其中一個從節點，分派任務：/assign/worker1.example.com/task-00。

從節點通過監視/assign/worker1.example.com，擷取自己的任務，并執行。任務完成後，從節點會在/tasks/task-00下更新狀态，告知用戶端該任務已完成：/tasks/task-00/status。

用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。當然任務可能會非常複雜，甚至涉及另一個分布式系統。但是不管是什麼樣的任務，執行的機制與通過ZooKeeper來傳遞結果，本質上都是一樣的。

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