Zookeeper系列介紹（持續(xù)更新）

• Zookeeper基礎(chǔ)初探
• 一文了解Zookeeper數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)-znode
• 一文了解Watcher
• Zookeeper分布式鎖實(shí)現(xiàn)
• Zookeeper部署模式

??Zookeeper提供了數(shù)據(jù)的發(fā)布/訂閱功能贡翘，多個(gè)訂閱者可同時(shí)監(jiān)聽(tīng)某一特定主題對(duì)象桦他，當(dāng)該主題對(duì)象的自身狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)(例如節(jié)點(diǎn)內(nèi)容改變、節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn)列表改變等)织阅，會(huì)實(shí)時(shí)拟蜻、主動(dòng)通知所有訂閱者绎签。

??Zookeeper采用了Watcher機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)布/訂閱功能。該機(jī)制在被訂閱對(duì)象發(fā)生變化時(shí)會(huì)異步通知客戶端酝锅，因此客戶端不必在Watcher注冊(cè)后輪詢阻塞诡必，從而減輕了客戶端壓力。

Watcher機(jī)制實(shí)際上與觀察者模式類似屈张，也可看作是一種觀察者模式在分布式場(chǎng)景下的實(shí)現(xiàn)方式擒权。

watcher架構(gòu)

Watcher實(shí)現(xiàn)由三個(gè)部分組成：

• Zookeeper服務(wù)端袱巨；
• Zookeeper客戶端；
• 客戶端的ZKWatchManager對(duì)象碳抄；

??客戶端首先將Watcher注冊(cè)到服務(wù)端愉老，同時(shí)將Watcher對(duì)象保存到客戶端的Watch管理器中。當(dāng)ZooKeeper服務(wù)端監(jiān)聽(tīng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)剖效，服務(wù)端會(huì)主動(dòng)通知客戶端嫉入，接著客戶端的Watch管理器會(huì)觸發(fā)相關(guān)Watcher來(lái)回調(diào)相應(yīng)處理邏輯，從而完成整體的數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱流程璧尸。

Watcher架構(gòu)

Watcher特性

Watcher接口設(shè)計(jì)

??Watcher是一個(gè)接口，任何實(shí)現(xiàn)了Watcher接口的類就是一個(gè)新的Watcher气笙。Watcher內(nèi)部包含了兩個(gè)枚舉類：KeeperState次企、EventType。

watcher類圖

Watcher通知狀態(tài)(KeeperState)

??KeeperState是客戶端與服務(wù)端連接狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)對(duì)應(yīng)的通知類型健民。路徑為org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState抒巢，是一個(gè)枚舉類，其枚舉屬性如下秉犹；

Watcher事件類型(EventType)

??EventType是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(znode)發(fā)生變化時(shí)對(duì)應(yīng)的通知類型狰贯。EventType變化時(shí)KeeperState永遠(yuǎn)處于SyncConnected通知狀態(tài)下；當(dāng)KeeperState發(fā)生變化時(shí)，EventType永遠(yuǎn)為None涵紊。其路徑為org.apache.zookeeper.Watcher.Event.EventType傍妒，是一個(gè)枚舉類，枚舉屬性如下摸柄；

注：客戶端接收到的相關(guān)事件通知中只包含狀態(tài)及類型等信息颤练，不包括節(jié)點(diǎn)變化前后的具體內(nèi)容，變化前的數(shù)據(jù)需業(yè)務(wù)自身存儲(chǔ)驱负，變化后的數(shù)據(jù)需調(diào)用get等方法重新獲揉戮痢；

Watcher注冊(cè)及通知流程

• 客戶端Watcher管理器：ZKWatchManager數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

//ZKWatchManager維護(hù)了三個(gè)map跃脊，key代表數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)路徑宇挫，value代表注冊(cè)在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)上的watcher集合

//代表節(jié)點(diǎn)上內(nèi)容數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息變更相關(guān)監(jiān)聽(tīng)
private final Map<String, Set<Watcher>> dataWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

//代表節(jié)點(diǎn)變更相關(guān)監(jiān)聽(tīng)
private final Map<String, Set<Watcher>> existWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

//代表節(jié)點(diǎn)子列表變更相關(guān)監(jiān)聽(tīng)
private final Map<String, Set<Watcher>> childWatches =
    new HashMap<String, Set<Watcher>>();

• 服務(wù)端Watcher管理器：WatchManager數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

//WatchManager維護(hù)了兩個(gè)map
//說(shuō)明：WatchManager中的Watcher對(duì)象不是客戶端用戶定義的Watcher酪术，
//     而是服務(wù)端中實(shí)現(xiàn)了Watcher接口的ServerCnxn抽象類器瘪，
//     該抽象類代表了一個(gè)客戶端與服務(wù)端的連接

//key代表數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)路徑，value代表客戶端連接的集合拼缝，該map作用為：
//通過(guò)一個(gè)指定znode路徑可找到其映射的所有客戶端娱局，當(dāng)znode發(fā)生變更時(shí)
//可快速通知所有注冊(cè)了當(dāng)前Watcher的客戶端
private final HashMap<String, HashSet<Watcher>> watchTable =
    new HashMap<String, HashSet<Watcher>>();

//key代表一個(gè)客戶端與服務(wù)端的連接彰亥，value代表當(dāng)前客戶端監(jiān)聽(tīng)的所有數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)路徑
//該map作用為：當(dāng)一個(gè)連接徹底斷開(kāi)時(shí)咧七，可快速找到當(dāng)前連接對(duì)應(yīng)的所有
//注冊(cè)了監(jiān)聽(tīng)的節(jié)點(diǎn)，以便移除當(dāng)前客戶端對(duì)節(jié)點(diǎn)的Watcher
private final HashMap<Watcher, HashSet<String>> watch2Paths =
    new HashMap<Watcher, HashSet<String>>();

• Watcher注冊(cè)流程

//Packet對(duì)象構(gòu)造函數(shù)
//參數(shù)含義：請(qǐng)求頭任斋、響應(yīng)頭继阻、請(qǐng)求體、響應(yīng)體废酷、Watcher封裝的注冊(cè)體瘟檩、是否允許只讀
Packet(RequestHeader requestHeader, ReplyHeader replyHeader,
               Record request, Record response,
               WatchRegistration watchRegistration, boolean readOnly) {

            this.requestHeader = requestHeader;
            this.replyHeader = replyHeader;
            this.request = request;
            this.response = response;
            this.readOnly = readOnly;
            this.watchRegistration = watchRegistration;
        }

Watcher注冊(cè)流程.png

1. 客戶端發(fā)送的請(qǐng)求中只包含是否需要注冊(cè)Watcher，不會(huì)將Watcher實(shí)體發(fā)送澈蟆；
2. Packet構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)WatchRegistration是Watcher的封裝體墨辛，用于服務(wù)響應(yīng)成功后將Watcher保存到ZKWatchManager中；

• Watcher通知流程

  
  
  Watcher通知流程