Zookeeper（68）Zookeeper在Storm中的应用是什么？

Victor356
94 阅读5分钟

Zookeeper 在 Apache Storm 中起到了至关重要的作用，主要用于协调和管理 Storm 集群中的多个组件。具体来说，Zookeeper 在 Storm 中的应用包括以下几个方面：

  1. Nimbus 主节点选举和管理：Zookeeper 用于 Nimbus 主节点的选举和管理，确保在任何时候只有一个 Nimbus 主节点处于 Active 状态。
  2. Supervisor 协调：Zookeeper 用于管理和协调 Supervisor 节点的状态信息。
  3. 任务分配和状态管理：Zookeeper 存储 Storm 集群中任务的分配信息和状态信息。
  4. 集群元数据管理：Zookeeper 存储 Storm 集群的元数据信息，包括拓扑结构的信息等。

以下是详细的步骤和代码示例，展示如何在 Storm 中使用 Zookeeper。

1. Storm 和 Zookeeper 的基本配置

在 Storm 中，Zookeeper 是必不可少的组件。在 Storm 的配置文件中，需要指定 Zookeeper 的地址。

配置 Storm

在 Storm 的配置文件 storm.yaml 中，添加以下配置：

storm.zookeeper.servers:
    - "zk1"
    - "zk2"
    - "zk3"

storm.zookeeper.port: 2181

nimbus.seeds: ["nimbus1", "nimbus2"]

supervisor.slots.ports:
    - 6700
    - 6701
    - 6702
    - 6703

storm.local.dir: "/path/to/storm/local"

2. 启动 Zookeeper 和 Storm

首先，启动 Zookeeper 集群。假设已经配置好 Zookeeper 集群，启动每个 Zookeeper 节点：

zkServer.sh start

然后，启动 Storm 的 Nimbus、Supervisor 和 UI 组件：

storm nimbus
storm supervisor
storm ui

3. Zookeeper 在 Nimbus 主节点选举中的应用

Storm 集群中可以有多个 Nimbus 节点，通过 Zookeeper 进行 Nimbus 的选举，确保在任何时候只有一个 Nimbus 处于 Active 状态。

Nimbus 选举示例

以下是一个简单的 Nimbus 选举的代码示例。

NimbusElection.java

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

import java.io.IOException;

public class NimbusElection implements Watcher {
    private static final String ZK_ADDRESS = "zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181";
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
    private static final String NIMBUS_PATH = "/storm-nimbus";

    private ZooKeeper zooKeeper;

    public NimbusElection() throws IOException {
        this.zooKeeper = new ZooKeeper(ZK_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, this);
    }

    public void volunteerForNimbus() throws KeeperException, InterruptedException {
        try {
            zooKeeper.create(NIMBUS_PATH, "nimbus".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
            System.out.println("I am the nimbus");
        } catch (KeeperException.NodeExistsException e) {
            System.out.println("Another node is already the nimbus");
        }
    }

    public void watchNimbus() throws KeeperException, InterruptedException {
        zooKeeper.exists(NIMBUS_PATH, true);
    }

    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
        if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted && event.getPath().equals(NIMBUS_PATH)) {
            try {
                volunteerForNimbus();
            } catch (KeeperException | InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            NimbusElection nimbusElection = new NimbusElection();
            nimbusElection.volunteerForNimbus();
            nimbusElection.watchNimbus();

            // 保持程序运行
            Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
        } catch (IOException | KeeperException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4. Zookeeper 在 Supervisor 协调中的应用

Zookeeper 用于管理和协调 Storm 集群中 Supervisor 节点的状态信息，包括 Supervisor 的注册、心跳和故障检测等。

Supervisor 协调示例

以下是一个简单的 Supervisor 注册的代码示例。

SupervisorRegistration.java

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class SupervisorRegistration implements Watcher {
    private static final String ZK_ADDRESS = "zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181";
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
    private static final String SUPERVISOR_PATH = "/storm-supervisors";
    private static final String SUPERVISOR_NODE_PREFIX = "/supervisor-";

    private ZooKeeper zooKeeper;
    private String supervisorNodePath;

    public SupervisorRegistration() throws IOException {
        this.zooKeeper = new ZooKeeper(ZK_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, this);
    }

    public void register() throws KeeperException, InterruptedException {
        Stat stat = zooKeeper.exists(SUPERVISOR_PATH, false);
        if (stat == null) {
            zooKeeper.create(SUPERVISOR_PATH, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        }
        supervisorNodePath = zooKeeper.create(SUPERVISOR_PATH + SUPERVISOR_NODE_PREFIX, "supervisor".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
        System.out.println("Registered as " + supervisorNodePath);
    }

    @Override
    public void process(WatchedEvent event) {
        // 处理 Zookeeper 事件
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            SupervisorRegistration supervisorRegistration = new SupervisorRegistration();
            supervisorRegistration.register();

            // 保持程序运行
            Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
        } catch (IOException | KeeperException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

5. Zookeeper 在任务分配和状态管理中的应用

Zookeeper 存储 Storm 集群中任务的分配信息和状态信息，包括活跃的拓扑结构、任务的分配和任务的状态等。

任务分配和状态管理示例

以下是一个简单的任务分配和状态管理的代码示例。

TaskAssignment.java

import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

public class TaskAssignment {
    private static final String ZK_ADDRESS = "zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181";
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
    private static final String TASKS_PATH = "/storm-tasks";

    private ZooKeeper zooKeeper;

    public TaskAssignment() throws IOException {
        this.zooKeeper = new ZooKeeper(ZK_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                System.out.println("Received event: " + event);
            }
        });
    }

    public List<String> listTasks() throws KeeperException, InterruptedException {
        return zooKeeper.getChildren(TASKS_PATH, false);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            TaskAssignment taskAssignment = new TaskAssignment();
            List<String> tasks = taskAssignment.listTasks();
            System.out.println("Tasks: " + tasks);
        } catch (IOException | KeeperException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

6. Zookeeper 在集群元数据管理中的应用

Zookeeper 存储 Storm 集群的元数据信息，包括拓扑结构的信息、任务的位置信息等。

元数据管理示例

以下是一个简单的元数据管理的代码示例。

MetadataManager.java

import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

public class MetadataManager {
    private static final String ZK_ADDRESS = "zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181";
    private static final int SESSION_TIMEOUT = 3000;
    private static final String METADATA_PATH = "/storm-meta";

    private ZooKeeper zooKeeper;

    public MetadataManager() throws IOException {
        this.zooKeeper = new ZooKeeper(ZK_ADDRESS, SESSION_TIMEOUT, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                System.out.println("Received event: " + event);
            }
        });
    }

    public List<String> listMetadata() throws KeeperException, InterruptedException {
        return zooKeeper.getChildren(METADATA_PATH, false);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            MetadataManager manager = new MetadataManager();
            List<String> metadata = manager.listMetadata();
            System.out.println("Metadata: " + metadata);
        } catch (IOException | KeeperException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码说明

NimbusElection 类

NimbusElection 类负责 Nimbus 的选举。

  • volunteerForNimbus() 方法：在 Zookeeper 中创建一个临时节点，表示参与 Nimbus 选举。如果节点已经存在，表示已经有其他节点成为 Nimbus。
  • watchNimbus() 方法：设置监视器，监视 Nimbus 节点是否被删除。
  • process() 方法：处理 Zookeeper 的事件，当 Nimbus 节点被删除时，重新参与选举。

SupervisorRegistration 类

SupervisorRegistration 类负责 Supervisor 的注册。

  • register() 方法：在 Zookeeper 中创建一个临时顺序节点，表示 Supervisor 的注册。

TaskAssignment 类

TaskAssignment 类负责管理 Storm 的任务分配信息。

  • listTasks() 方法：从 Zookeeper 中获取任务的列表。

MetadataManager 类

MetadataManager 类负责管理 Storm 的元数据信息。

  • listMetadata() 方法：从 Zookeeper 中获取元数据的列表。

总结

Zookeeper 在 Storm 中的主要应用包括：

  1. Nimbus 主节点选举和管理：确保在任何时候只有一个 Nimbus 主节点处于 Active 状态。
  2. Supervisor 协调：管理和协调 Supervisor 节点的状态信息。
  3. 任务分配和状态管理：存储任务的分配信息和状态信息。
  4. 集群元数据管理：存储 Storm 集群的元数据信息。

通过以上方法，可以在 Storm 中使用 Zookeeper 实现高效稳定的分布式协调和管理。根据实际情况和需求，选择适合你的实现方法并进行实施。

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