使用Curator来控制ZooKeeper

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使用Curator来控制ZooKeeper

前言

作为一个了解分布式架构的开发者,一定会用到ZooKeeper,它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件,提供的功能包括:配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。虽然ZooKeeper功能强大,但是ZooKeeper客户端的调用比较复杂,对我们开发者相对而言还是不够友好的,而Apache Curator 就是为了简化ZooKeeper客户端调用而生,利用它,可以更好的使用ZooKeeper

正文

Apache Curator

Apache Curator是一个比较完善的ZooKeeper客户端框架,通过封装的一套高级API 简化了ZooKeeper的操作。通过查看官方文档,可以发现Curator主要解决了三类问题:

  1. 封装ZooKeeper clientZooKeeper server之间的连接处理。
  2. 提供了一套Fluent风格的操作API
  3. 提供ZooKeeper各种应用场景(recipe, 比如:分布式锁服务、集群领导选举、共享计数器、缓存机制、分布式队列等)的抽象封装。

Curator主要从以下几个方面降低了zk使用的复杂性:

  • 重试机制:提供可插拔的重试机制, 它将给捕获所有可恢复的异常配置一个重试策略,并且内部也提供了几种标准的重试策略(比如指数补偿)
  • 连接状态监控: Curator初始化之后会一直对zk连接进行监听,一旦发现连接状态发生变化将会作出相应的处理
  • zk客户端实例管理:Curator会对zk客户端到server集群的连接进行管理,并在需要的时候重建zk实例,保证与zk集群连接的可靠性
  • 各种使用场景支持:Curator实现了zk支持的大部分使用场景(甚至包括zk自身不支持的场景),这些实现都遵循了zk的最佳实践,并考虑了各种极端情况

Curator的组件

在这里插入图片描述

Maven的依赖

在这里插入图片描述

我们在实际的应用时,最常用的是curator-recipes,它可以实现:

  • :包括共享锁、共享可重入锁、读写锁等。
  • 选举Leader选举算法。
  • Barrier:阻止分布式计算直至某个条件被满足的“栅栏”,可以看做JDK Concurrent包中Barrier的分布式实现。
  • 缓存:三种Cache及监听机制。
  • 持久化结点:连接或Session终止后仍然在ZooKeeper中存在的结点。
  • 队列:分布式队列、分布式优先级队列等。

Maven引入curator-recipes的依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>2.10.0</version>
</dependency>

三种Cache及监听机制,值得是Curator提供了三种Watcher(Cache)来监听结点的变化:

  • Path Cache:监视一个路径下1)孩子结点的创建、2)删除,3)以及结点数据的更新。产生的事件会传递给注册的PathChildrenCacheListener
  • Node Cache:监视一个结点的创建、更新、删除,并将结点的数据缓存在本地。
  • Tree CachePath CacheNode Cache的“合体”,监视路径下的创建、更新、删除事件,并缓存路径下所有孩子结点的数据。

我们这里以最常使用的分布式锁的实现为例,来简单感受Curator的魅力。

Curator实现分布式锁

InterProcessMutexDemo.class:一个分布式锁的简单实现

  • Thread.currentThread().sleep(5000L)这里休眠5秒中,但不释放资源,下一个其他线程必须要在该线程后释放资源后,才能lock.acquire(),即获取分布式锁
  • 同时针对这个分布式锁简单实现引入依赖时要注意curatorZooKeeper版本关系,否则可能会报错。
public class InterProcessMutexDemo {


    public static void main(String[] args) {
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
        final CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("127.0.0.1:2181").sessionTimeoutMs(5000).connectionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy).namespace("text").build();
        client.start();


        InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client,"/lock");
        try {
            lock.acquire();
            System.err.println("生成订单号");
            Thread.currentThread().sleep(5000L);
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            try {
                lock.release();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }


        try {
            lock.acquire();
            System.err.println("生成订单号");
            Thread.currentThread().sleep(Long.MAX_VALUE);
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            try {
                lock.release();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

控制台输出一下结果:

在这里插入图片描述

Curator实现分布式数据管理

CuratorUtils:Curator工具类

public class CuratorUtils {


    private static String connectString = "127.0.0.1:2181";


    /**
     * 创建节点
     * @param path
     * @param value
     * @throws Exception
     */
    public static void createNode(String path,Object value) throws Exception {
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 30000);
        CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, retryPolicy);
        curatorFramework.start();
        curatorFramework.create().
                creatingParentsIfNeeded().//递归创建,如果没有父节点,自动创建父节点
                withMode(CreateMode.PERSISTENT).//设置节点类型
                withACL(ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE).
                forPath(path, FastJsonUtils.convertObjectToJSON(value).getBytes());
        curatorFramework.close();
    }

    /**
     * 获取节点
     * @param path
     * @param clazz
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Object getNode(String path, Class<?> clazz) throws Exception {
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 30000);
        CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, retryPolicy);
        curatorFramework.start();

        byte[] data = curatorFramework.
                getData().
                forPath(path);

        curatorFramework.getData().usingWatcher(new Watcher() {
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
                System.out.println("watch机制触发" + watchedEvent);
            }
        });
        curatorFramework.close();
        return FastJsonUtils.convertJsonToObject(new String(data),clazz);
    }


    /**
     * 设置结点
     * @param path
     * @param value
     * @throws Exception
     */
    public static void SetNode(String path,Object value) throws Exception {
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 30000);
        CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, retryPolicy);
        curatorFramework.start();
        Stat stat = curatorFramework.setData().
                withVersion(-1).
                forPath(path, FastJsonUtils.convertObjectToJSON(value).getBytes());
        curatorFramework.close();
    }


    /**
     * 删除结点
     * @param path
     * @throws Exception
     */
    public static void deleteNode(String path) throws Exception {
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 30000);
        CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectString, retryPolicy);
        curatorFramework.start();
        curatorFramework.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path);
        curatorFramework.close();
    }


    public static void main(String[] args) {
        try {
            String path ="/services";
            ResponseResult responseResult =ResponseResult.success("haha");
            //创建结点
            createNode(path,responseResult);
            //获取结点
            ResponseResult result =(ResponseResult) getNode(path,ResponseResult.class);
            System.out.println(result);

        }catch (Exception e){
            System.out.println("zookeeper操作异常"+e.getMessage());
        }

    }

}

获取结点中的数据,控制台输出:
在这里插入图片描述

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