zookeeper学习笔记

一开始,我是带着如下问题来学zookeeper:

  • 像Mysql,Hbase这类的数据库已经实现了高可用,为什么我们还要用zookeeper呢?
    (比方说,为什么我们一般用zookeeper来实现主从,选举,分布式配置中心?)
  • 分布式锁有很多实现方案,例如使用Redis或者Zookeeper,那么他们的实现有何区别?
  • Zookeeper有哪些缺点

问题一

关于第一个问题

像Mysql,Hbase这类的数据库已经实现了高可用,为什么我们还要用Zookeeper呢?
(比方说,为什么我们一般用Zookeeper来实现主从,选举,分布式配置中心?)

我是这样理解的,像Mysql,HBase这类的数据库,都通过了某种机制实现了高可用(例如Mysql通过主备设计实现高可用),完全是可以用他们来代替Zookeeper。
比如我们用Mysql实现一套选举机制:

  1. 首先,我们建个表proposal
create table proposal(
INT id AUTO_INCREMENT comment='自增id',
varchar(30) uuid NOT NULL comment='全局唯一ID',
INT heart_beat comment='上次心跳时间',
INT type comment='1为参选 2为上任'
)
  1. 服务初始化的时候,我们各个服务器往这个表里INSERT(其中type为1)。
  2. 由于INSERT本身是有序的,那么Id最小的那位就成功当选。是不是很简单。
  3. 当选服务器(A)往表里面INSERT一条type=2的数据,表示已经上任。
    4.1 如果当选服务器(A)挂了,别的服务器通过观察A的heart_beat能计算出A是否挂了。
    4.2 服务器A的插入操作也应该优化,使用INSERT IF NOT EXIST
    4.3 当有服务器发现A关掉后,马上开始下一次选举,重新从步骤2开始
  4. 服务器A定期更新自己当选记录的heart_beat,这样一旦他挂掉,别的服务器也能马上发现,那么又开始下一次选举。

从上述步骤我们可以看出,使用mysql实现选举貌似是可行的。但我也只是初略的实现了步骤,并不能保证选举的可靠性。比如步骤4.1中,别的服务通过时间戳的方式计算是否可靠。要知道分布式环境下是没有可靠的时钟系统的,因此补救的方法可能是靠延长过期时间,或者让Mysql来判断。其次,如上实现采用了心跳和轮训机制,性能上也存在一定的问题。

总之,我想表达的是,分布式算法可能并不复杂,但是有很多坑。即使我们使用可靠的数据库,我们的实现依然可能存在很多问题。而这种问题又是极难在普通测试中发现的。与其自己维护一套定时炸弹,不如用开源软件,除了问题还能甩锅,你说对不。
其次,Zookeeper采用了专为分布式业务设计的一套API,可以说,比起用Mysql自己实现分布式业务,用Zookeeper更好用,更易扩展。

结论

可以,但不建议。

问题二

分布式锁有很多实现方案,例如使用Redis或者Zookeeper,那么他们的实现有何区别?

用Redis如何实现分布式锁

这可是热门的面试题,答案无非是

  • 用SetNX,Lua脚本保证锁的原子性
  • 设置一个过期时间保证锁,保证锁一定会被释放

当然,使用上述实现会出现一些问题:

  1. 过期时间设置短了,任务还没执行完锁就给释放掉了。
  2. 过期时间设置长了,服务挂了又得等很长时间。
  3. 等待锁的服务会一直轮询,存在一定性能问题
  4. 主从切换的时候,可能会有数据丢失。(当然你也可以设置每次数据更新都等从节点写入了再回复,但是那样又挺影响性能)

上述问题,其中1,2可以通过添加一个WatchDog,不停去更新过期时间。3也可以通过Redis的watch功能来实现。
唯一棘手的也就是问题4,这也是Redis分布式锁的核心问题。

Zookeeper实现分布式锁

Zookeeper实现分布式锁就更为简单,这是写在它基因里的东西。
使用Persitent节点,或者使用Ephemeral节点。
其中使用Persitent简单(其实也没简单多少),但是会导致羊群问题(由于太多Client Watch了这个Node,导致一旦更新,需要同步很多次,产生流量高峰)。
而使用Ephemeral可以有效解决这个问题。

但由于Zookeeper本质是CP(Consistency & Partition tolerance)的分布式架构。那么如果出现了,半数服务崩溃或者网络分区的问题,会导致Zookeeper不可用,从而导致分布式锁不可用。

区别

Redis实现的分布式锁与Zookeeper实现的分布式锁,本质的区别就在于:

  • Redis是AP架构
  • Zookeeper是CP架构

我们都知道,没有一种分布式架构能同时保证CAP,那么

  • 需要保证锁的完全一致性时,我们选择Zookeeper
  • 需要保证锁的高可用性,并且能容忍锁在极端条件下失效时,我们选择Redis

问题三

Zookeeper有哪些缺点

没有一个框架是完美的,首先我们先谈谈Zookeeper的优点:

  1. 很好的抽象了分布式业务需要的原语,是的我们在使用时,能有很大的想象空间
  2. 历经时间证明的分布式服务,用着安心
  3. 基于内存的存储设计,并发也不算太低

其实硬要我说出Zookeeper有什么缺点,我还真说不出来。不过最近阅读了一篇阿里大牛的文章,还是搜获颇丰。
阿里巴巴为什么不用 ZooKeeper 做服务发现?
这篇文章主要讲解了,阿里在通过十年的技术更迭之后,为何在服务发现这块放弃使用Zookeeper的。

  1. 阿里服务发现规模太大,Zookeeper存在单点问题。(😂,阿里爸爸就是不一样,这是小公司无法想象的)
  2. Zookeeper因为其CP的性质,无法保证服务的高可用性,及出现网络分区问题时,本来同机房还是能正常完成服务调用的,但是由于Zookeeper的不可用直接影响来服务调用。(不过这点应该是可以使用客户端缓存来解决的)
  3. ZAB协议需要记录所有的修改数据,但是在服务发现领域,很多旧数据是不需要存盘的(如服务健康状态)。而如果不记录健康数据,使用Zookeeper的心跳机制,又不够用。
  4. Zookeeper太过复杂,需要专门的Zookeeper专家才能维护大的Zookeeper集群(自己实现的难道就不复杂?)
  5. Zookeeper有太多坑,比如ConnectionLossException和SessionExpiredException
    5.1 ConnectionLossException代表和Zookeeper连接丢失,可能是网络出问题了,也有可能是master挂了,亦有可能是客户端负载太高了阻塞了太久。这种情况下,造成的问题是,客户端不知道自己发送的请求是否成功,同时也不知道ConnectionLoss期间watch的数据是否发生过变化,这就需要我们手动去同步Zookeeper和客户端之间的状态。(不过对于Watch造成的问题我是存疑的,毕竟Zookeeper每一个操作都是有一个ZXID的,那么从新连接时,难道不能通过这个ZXID来恢复状态?)
    5.2 这种情况更惨,这代表连接不但丢失了,等你连上Zookeeper都以为你之前死了。把你的所有临时节点都给删了。这种情况下,你不仅需要执行5.1的同步操作,还要想方设法把你丢失的临时节点的逻辑给补上(想想就很麻烦 = =)

总结

Zookeeper并不完美,但是它是一款成熟的分布式问题的解决方案。
它也许不能解决你的全部问题,但在绝大多数情况下,它应该是我们的第一选择。
其实,当个动物管理员也挺好🐒。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,311评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,339评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,671评论 0 342
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,252评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,253评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,031评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,340评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,973评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,466评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,937评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,039评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,701评论 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,254评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,259评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,485评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,497评论 2 354
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,786评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容