使用Apache Zookeeper进行分布式协调

Apache Zookeeper是一个高可用的分布式协调服务，它为分布式应用提供了同步、配置维护、群组和命名服务等功能。Zookeeper的设计使得它能够处理大量并发请求，并且能够保证数据的一致性。本文将详细介绍如何使用Zookeeper进行分布式协调，并提供相应的代码示例。

1. Zookeeper基础

Zookeeper的核心概念是Znode，它是Zookeeper中的数据节点，可以存储数据，并且可以有子节点。Znode有四种类型：持久节点、临时节点、持久顺序节点和临时顺序节点。

持久节点（Persistent）：一旦创建，除非主动删除，否则一直存在。
临时节点（Ephemeral）：当创建它的会话结束时，节点自动删除。
持久顺序节点（Persistent Sequential）：除了持久节点的特性外，节点名会自动加上一个单调递增的数字后缀。
临时顺序节点（Ephemeral Sequential）：结合了临时节点和顺序节点的特性。

2. 安装与配置Zookeeper

首先，你需要下载并安装Zookeeper。可以从官方网站下载最新版本。安装完成后，你需要配置Zookeeper，通常配置文件位于conf/zoo.cfg。

tickTime=2000
dataDir=/var/lib/zookeeper
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2

3. 使用Zookeeper客户端

Java客户端是使用Zookeeper最常见的方式。首先，你需要添加Zookeeper的依赖到你的项目中。

<dependency><groupId>org.apache.zookeeper</groupId><artifactId>zookeeper</artifactId><version>3.6.3</version>
</dependency>

4. 创建会话

在使用Zookeeper之前，你需要创建一个Zookeeper实例，并连接到Zookeeper集群。

import org.apache.zookeeper.*;public class ZookeeperSessionExample {public static void main(String[] args) throws Exception {ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, new Watcher() {public void process(WatchedEvent event) {System.out.println("Received watched event: " + event);}});// 等待会话建立Thread.sleep(1000);System.out.println("Session established: " + zooKeeper.getState());}
}

5. 创建节点

创建一个持久节点：

zooKeeper.create("/myNode", "Hello Zookeeper".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);

6. 读取节点数据

读取节点数据并添加监听器：

byte[] data = zooKeeper.getData("/myNode", new Watcher() {public void process(WatchedEvent event) {System.out.println("Data changed: " + event);}
}, null);
System.out.println("Data: " + new String(data));

7. 更新节点数据

更新节点数据：

zooKeeper.setData("/myNode", "Hello again".getBytes(), -1);

8. 删除节点

删除节点：

zooKeeper.delete("/myNode", -1);

9. 使用Zookeeper进行分布式锁

Zookeeper可以用来实现分布式锁。以下是一个简单的分布式锁实现：

public class DistributedLock {private ZooKeeper zooKeeper;private String lockNode = "/myLock";public DistributedLock(ZooKeeper zooKeeper) {this.zooKeeper = zooKeeper;}public void lock() throws Exception {if (tryLock()) {System.out.println("Lock acquired");} else {waitForLock();lock();}}private boolean tryLock() throws Exception {String myNode = zooKeeper.create(lockNode + "/", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);List<String> children = zooKeeper.getChildren(lockNode, false);Collections.sort(children);if (myNode.equals(lockNode + "/" + children.get(0))) {return true;}return false;}private void waitForLock() throws Exception {String previousNode = lockNode + "/" + Collections.max(zooKeeper.getChildren(lockNode, false));Stat stat = zooKeeper.exists(previousNode, new Watcher() {public void process(WatchedEvent event) {if (Event.EventType.NodeDeleted.equals(event.getType())) {System.out.println("Previous lock released");}}});if (stat == null) {Thread.sleep(1000);waitForLock();}}public void unlock() throws Exception {zooKeeper.delete(lockNode, -1);System.out.println("Lock released");}
}