关键节点的单点故障(Single Point of Failure)在大型的架构中,往往是致命的。比如:SOA架构中,服务注册中心(Server Register)统一调度所有服务,如果这个节点挂了,基本上整个SOA架构也就崩溃了,另外hadoop 1.x/2.x中的namenode节点,这是hdfs的核心节点,如果namenode宕掉,hdfs也就废了。ZooKeeper的出现,很好的解决了这一难题,其核心原理如下:
1. 关键节点的运行实例(或服务器),可以跑多个,这些实例中的数据完全是相同的(即:对等设计),每个实例启动后,向ZK注册一个临时顺序节点,比如 /core-servers/server0000001, /core-servers/server0000002 ... ,最后的顺序号是由ZK自动递增的
2. 其它应用需要访问1中的核心服务器里,可以事先约定好,从ZK的这些临时节点中,挑选一个序号最小的节点,做为主服务器(即master)
3. 当master宕掉时,超过一定的时间阈值,临时节点将由ZK自动删除,这样原来序列最小的节点也就没了,客户端应用按2中的约定找最小节点的服务器时,自动会找到原来次最小的节点,继续充为master(老大挂了,老二顶上),即实现了故障转换。如果原来出问题的master恢复了,重新加入ZK,由于顺序号是一直递增,重新加入后,它将做为备胎待命。
示例代码如下:
上面是类图,CoreServer类对应核心服务器,ClientServer类对应客户端应用服务器,SPOFTest为单元测试类
CoreServer代码:
package yjmyzz.test;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
public class CoreServer {
private String hostName;
public CoreServer(String hostName) {
this.hostName = hostName;
}
public void start() {
ZkClient zk = ZKUtil.getZkClient();
if (!zk.exists(ZKUtil.CORE_SERVER_NODE_NAME)){
zk.createPersistent(ZKUtil.CORE_SERVER_NODE_NAME);
}
zk.createEphemeralSequential(ZKUtil.CORE_SERVER_NODE_NAME + "/server", hostName);
System.out.println(hostName + " is running...");
}
public String getHostName() {
return hostName;
}
}
ClientServer类:
package yjmyzz.test;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
/**
* Created by jimmy on 15/6/28.
*/
public class ClientServer {
private String getCoreServer() {
ZkClient zk = ZKUtil.getZkClient();
List<String> servers = ZKUtil.getZkClient().getChildren(ZKUtil.CORE_SERVER_NODE_NAME);
if (servers.size() <= 0) {
return null;
}
for (String s : servers) {
System.out.println(s);
}
Object[] arr = servers.toArray();
Arrays.sort(arr);
String data = zk.readData(ZKUtil.CORE_SERVER_NODE_NAME + "/" + arr[0].toString());
System.out.println("node:" + arr[0].toString() + ", data:" + data);
return data;
}
public void run(){
System.out.println("客户端应用运行中,正在调用:" + getCoreServer() + " 上的服务");
}
}
SPOF测试类:
package yjmyzz.test;
import org.junit.Test;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* Created by jimmy on 15/6/28.
*/
public class SPOFTest {
@Test
public void startCoreServer1() throws InterruptedException {
CoreServer server1 = new CoreServer("server1");
server1.start();
while (true) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
}
}
@Test
public void startCoreServer2() throws InterruptedException {
CoreServer server2 = new CoreServer("server2");
server2.start();
while (true) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
}
}
@Test
public void testSPOF() throws InterruptedException {
ClientServer clientServer = new ClientServer();
clientServer.run();
//此时,手动停止coreServer1
TimeUnit.SECONDS.sleep(60);
//再次运行
clientServer.run();
}
}
测试步骤:
1. 先启用startCoreServer1()、startCoreServer2() 由于这二个方法中,最后用死循环阻止了程序退出,所以这二台server会一直运行下去,除非手动kill 进程
2. 再启用testSPOF(),在45行这里可以打个断点,进入断点时,可以手动把startCoreServer1()对应的进程kill掉,即:模拟server1挂掉,然后继续执行,观察输出。
运行结果:
zookeeper state changed (SyncConnected) server0000000007 server0000000006 node:server0000000006, data:server1 客户端应用运行中,正在调用:server1 上的服务 ... zookeeper state changed (SyncConnected) server0000000007 Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:64788', transport: 'socket' node:server0000000007, data:server2 客户端应用运行中,正在调用:server2 上的服务
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从测试结果看,客户端访问的核心服务器,自动从server1切换到了server2上。