【Zookeeper系列】寫請求在Leader內(nèi)事務(wù)處理流程

在開始閱讀之前颊乘,咱們先思考一個問題吮炕,Zookeeper是強一致性的嗎腊脱?還是最終一致性?

先直接給答案哈龙亲,Zookeeper是保證順序最終一致性陕凹!但為什么不是強一致性的呢?接下來鳄炉,帶著疑問往下看~

前置知識

在了解Zookeeper保證最終一致性之前杜耙,先看下涉及到的關(guān)鍵內(nèi)容。比如ZK內(nèi)為了保證事務(wù)消息拂盯,運用到2PC的思想佑女,實際處理寫請求的過程中,會經(jīng)過Proposal流程Commit流程

2PC(Two-Phase Commit)

2PC即二階段提交谈竿,與二階段提交相似的团驱,還有三階段提交。二階段提交和三階段提交可以認(rèn)為是一種一致性協(xié)議空凸,保障在分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一致性嚎花,主要用于分布式事務(wù)的場景中。

二階段提交呀洲,顧名思義就是分為兩個階段提交請求嘛紊选,其流程可以認(rèn)為是準(zhǔn)備階段提交階段

以下是簡單的概括,其流程和原理實際上挺復(fù)雜的两嘴,但為了不跑偏文章的主題丛楚,就簡單的概括一下2PC是什么。

  • 準(zhǔn)備階段:事務(wù)的發(fā)起者本地執(zhí)行事務(wù)憔辫,但不提交事務(wù);然后給各個相關(guān)的服務(wù)發(fā)起分布式事務(wù)的提交請求仿荆,然后等待其他服務(wù)的響應(yīng)贰您;至于其他接收到提交請求非服務(wù)器坏平,會給事務(wù)發(fā)起者響應(yīng)ACK,可以簡單認(rèn)為是是否可以執(zhí)行

  • 提交階段:當(dāng)事務(wù)發(fā)起者收到所有的響應(yīng)锦亦,如果所有的響應(yīng)都是YES(可以執(zhí)行)舶替,就提交本地事務(wù)并讓其他服務(wù)執(zhí)行事務(wù)請求;如果有部分響應(yīng)不是YES杠园,則回滾本地請求

Zookeeper處理事務(wù)流程

  • Proposal階段:Leader會將寫請求封裝為一個Proposal提案顾瞪,每個Proposal提案有一個全局Id,即zxid抛蚁;然后會發(fā)送到所有的Follower陈醒,當(dāng)Follower接收到后令漂,會給Leader響應(yīng)ACK

  • Commit階段:當(dāng)Leader接收到超過一半的Follower響應(yīng)的ACK锐想,就會認(rèn)為Proposal發(fā)送成功,執(zhí)行本地事務(wù)疆前,并發(fā)送Commit消息給所有Follower肚逸;當(dāng)Follower接收到Commit消息后爷辙,會將Follower內(nèi)本地消息提交。

寫請求事務(wù)處理

經(jīng)過上面的前置知識了解朦促,Zookeeper處理消息的事務(wù)流程膝晾,主要是Proposal和Commit階段。

接下來务冕,以文字結(jié)合圖片的形式玷犹,大致了解寫請求的過程。

  1. 客戶端發(fā)送寫請求洒疚,Leader接收到寫請求后歹颓,生成Proposal提案且生成全局的zxid,并將Proposal提案寫入磁盤事務(wù)日志文件油湖。但實際上巍扛,為了提高性能,會先將Proposal寫入os cache中乏德,再在某時機將os cache中的內(nèi)容寫入磁盤事務(wù)文件
    【1】寫請求發(fā)送到Leader的過程.png
  2. 寫入Proposal提案后撤奸,Leader會廣播到每個Follower都獨有的FIFO隊列,這樣的話喊括,就能保證數(shù)據(jù)的順序執(zhí)行胧瓜;當(dāng)Follower接收到Proposal后,同樣會類似Leader那樣為了提高寫數(shù)據(jù)的性能郑什,先寫到Follower的os cache中府喳,然后在某時機寫入磁盤事務(wù)日志文件;當(dāng)Follower寫入Proposal后蘑拯,會給Leader響應(yīng)ACK
    【2】寫請求發(fā)送到Leader的過程.png
  3. 當(dāng)Leader接收到的ACK超過集群的一半钝满,就會認(rèn)為Proposal提交成功兜粘。Leader本地就會執(zhí)行事務(wù),將數(shù)據(jù)封裝為Znode寫到內(nèi)存中弯蚜,并發(fā)送commit命令給所有Follower孔轴,當(dāng)其它Follower接收到commit命令后,同樣會將數(shù)據(jù)封裝為Znode寫到內(nèi)存中碎捺。

【3】寫請求發(fā)送到Leader的過程.png

目前為止路鹰,就可以認(rèn)為寫請求處理完畢,客戶端可以從Leader讀取剛剛的寫請求收厨,但如果客戶端從Follower讀取的話晋柱,一定能讀取到嗎?

這就要回到文章開始的一個思考題帽氓,其答案是Zookeeper不能保證強一致性趣斤,只能保證順序的最終一致性。咱們回過頭想下寫請求的事務(wù)處理過程黎休。

當(dāng)寫請求生成的Proposal被廣播到每一個Follower浓领,只是先寫到os cache或磁盤事務(wù)日志文件中,這時候并沒有生成Znode寫到內(nèi)存势腮,對于客戶端來說是讀取不到的联贩;如果Leader發(fā)出commit請求的時候,由于網(wǎng)絡(luò)原因或者Follower短暫的失去與Leader的連接捎拯,其實都有可能出現(xiàn)短暫的消息不一致泪幌,這是如果客戶端請求訪問還沒生成Znode數(shù)據(jù)的話,肯定讀取不到署照。所以這就解釋了祸泪,為什么Zookeeper并不能保證強一致性。

但為什么說Zookeeper能保證順序最終一致性呢建芙?

這是因為Leader與Follower提交Proposal都是經(jīng)過FIFO的隊列没隘,其保證了數(shù)據(jù)有序。除此之外禁荸,如果Leader提交commit后右蒲,F(xiàn)ollower沒有及時接收到commit,會有其他保障機制赶熟,保證最后集群內(nèi)所有服務(wù)器都趨于數(shù)據(jù)一致瑰妄。

以上就是寫請求落在Leader上的大致經(jīng)過,如果寫請求落在Follower是怎樣呢映砖?其實流程上是沒什么區(qū)別的间坐,只不過是Follower將寫請求轉(zhuǎn)發(fā)給Leader,由Leader去處理寫請求,然后就和上訴的流程一樣眶诈,最后達到數(shù)據(jù)最終一致涨醋。

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