进阶分布式系统架构系列（五）：Zookeeper 节点（znode）详解

民工哥

发布于 2023-08-24 09:42:31

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发布于 2023-08-24 09:42:31

文章被收录于专栏：民工哥技术之路

今天我们来聊聊 ZooKeeper 中，关于节点（znode）的一些概念。

节点详解

Znode有两种，分别为临时节点和持久节点。节点的类型在创建时即被确定，并且不能改变。

临时节点：该节点的生命周期依赖于创建它们的会话。一旦会话结束，临时节点将被自动删除，当然可以也可以手动删除。临时节点不允许拥有子节点。
永久节点：该节点的生命周期不依赖于会话，并且只有在客户端显示执行删除操作的时候，他们才能被删除。

Znode还有一个序列化的特性，如果创建的时候指定的话，该Znode的名字后面会自动追加一个不断增加的序列号。序列号对于此节点的父节点来说是唯一的，这样便会记录每个子节点创建的先后顺序。它的格式为“%10d”(10位数字，没有数值的数位用0补充，例如“0000000001”)。

Znode兼具文件和目录两种特点

1.即像文件一样维护着数据,元信息 ACL 时间戳等数据结构。
2.又像目录一样可以作为路径标示的一部分,并可以具有子Znode,。
3.用户可以对Znode具有增删改查等操作(权限允许的情况下)。

Znode具有原子性操作

1.读操作将获取与节点相关的所有的数据。
2.写操作也将替换点节点的所有数据。
3.另外,每一个节点都拥有自己的ACL(访问控制列表),这个列表规定了用户的权限,即限定了特定用户对目标节点可以执行的操作。

Znode存储数据大小有限制

1.zookeeper虽然可以关联一些数据,但是并没有被设计为常规的数据库或者大数据存储。相反的是,它用来管理调度数据,比如分布式应用中的配置文件信息,状态信息,汇集位置等等;
2.上面的这些数据的共同特性就是他们都是很小的数据,通常以KB为大小单位。Zookeeper的服务器和客户端都设计为严格检查并限制为每个Znode的数据大小之多1M,当然常规远小于这个值。

Znode 通过路径引用

1.如同linxu系统文件路径一样,路径必须是绝对的,因此他们必须是由斜杠字符开头。
2.路径必须是唯一的。
3.路径由Unicode字符串组成,并且有一些限制,字符串"zookeeper"用来保存管理信息,比如关键配置额信息。

下面我们一起来看一下，在ZooKeeper中，节点（znode）有几种类型？

节点类型

ZooKeeper中，节点（znode）一共有四种类型种。分别是：

PERSISTENT-持久节点
EPHEMERAL-临时节点
PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久顺序节点
EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序节点

接下来我们来具体了解一下，每个节点的具体概念：

临时节点

临时节点（EPHEMERAL）：session 链接断开就没了；不能创建子节点；不能同名。

临时节点的生命周期与客户端会话绑定，一旦客户端会话失效（客户端与zookeeper 连接断开不一定会话失效），那么这个客户端创建的所有临时节点都会被移除。

临时顺序节点

临时顺序节点（EPHEMERAL_SEQUENTIAL）：session链接断开就没了；不能创建子节点；同名节点会在后面添加上序号（分布式锁使用的好处）。

基本特性同临时节点，增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。

持久节点

持久节点（PERSISTENT）：session断联、服务端重启还在；可以创建子节点，子节点可以临时也可以持久；不能同名。

除非手动删除，否则节点一直存在于 Zookeeper 上。

持久顺序节点

持久顺序节点（PERSISTENT_SEQUENTIAL）：session断联、服务端重启还在；可以创建子节点，子节点可以临时也可以持久；同名节点会在后面添加上序号。

基本特性同持久节点，只是增加了顺序属性，节点名后边会追加一个由父节点维护的自增整型数字。

节点属性

每个znode都包含了一系列的属性，通过命令get，可以获得节点的属性。

参数说明

dataVersion
#数据版本号，每次对节点进行set操作，dataVersion的值都会增加1（即使设置的是相同的数据），可有效避免了数据更新时出现的先后顺序问题。

下图演示版本号的作用：

cversion 
#子节点的版本号。当znode的子节点有变化时，cversion 的值就会增加1。

cZxid 
#Znode创建的事务id。

mZxid 
#Znode被修改的事务id，即每次对znode的修改都会更新mZxid。

对于zk来说，每次的变化都会产生一个唯一的事务id，zxid（ZooKeeper Transaction Id）。通过zxid，可以确定更新操作的先后顺序。例如，如果zxid1小于zxid2，说明zxid1操作先于zxid2发生，zxid对于整个zk都是唯一的，即使操作的是不同的znode。

ctime
#节点创建时的时间戳。

mtime
#节点最新一次更新发生时的时间戳。

ephemeralOwner
#如果该节点为临时节点, ephemeralOwner值表示与该节点绑定的session id. 如果不是, ephemeralOwner值为0。

在client和server通信之前，首先需要建立连接，该连接称为session。连接建立后，如果发生连接超时、授权失败，或者显式关闭连接，连接便处于CLOSED状态，此时session结束。

临时节点特点测试

链接服务端：

zkCli.cmd -timeout 5000 -r -server localhost:21810

session链接断开就没了

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 15] create -e /temp 1
Created /temp
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 16] ls /
[temp]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 17]

断开session链接

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 16] ls /
[]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 17]

不能创建子节点

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 17] ls /
[temp]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 18] create -e /temp/child 1
Ephemerals cannot have children: /temp/child
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 19]

不允许同名节点

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 17] ls /
[temp]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 19] create -e /temp 1
Node already exists: /temp
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 20]

临时顺序节点测试

session断链就没了

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 22] create -e -s /temp2 1
Created /temp20000000011

断线重连，数据就没了

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 0] ls /
[]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 1]

不能有子节点

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 22] create -e -s /temp2 1
Created /temp20000000011
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 23] create -e -s /temp2/t1 1
Node does not exist: /temp2/t1
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 24] create -e /temp2/t1 1
Node does not exist: /temp2/t1

同名节点会在后面加上序号（分布式锁使用的优点）

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 1] create -e -s /temp 1
Created /temp0000000012
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 2] create -e -s /temp 1
Created /temp0000000013
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 3] create -e -s /temp 1
Created /temp0000000014

持久节点的特点

不能同名

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 8] create /a 123
Created /a
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 11] ls /
[a]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 12] create /a 123
Node already exists: /a
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 13]

持久化保存（session断联、服务端重启）

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 8] create /a 123
Created /a
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 11] ls /
[a]

session重连，服务端重启，持久节点还有

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 1] ls /
[a]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 2]

可以创建子节点

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 6] create /a/b 123
Created /a/b

持久顺序节点特点

同名会加上序号

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 9] create -s /d 123
Created /d0000000017
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 10] create -s /d 123
Created /d0000000018
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 11]

持久化保存（session断联、服务端重启）

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 12] ls /
[d0000000017, d0000000018]

断联、服务端重启

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 1] ls /
[d0000000017, d0000000018]
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 2]

可以创建子节点

临时子节点和持久子节点都可以

[zk: localhost:21810(CONNECTED) 4] create -e /d0000000017/t 1
Created /d0000000017/t
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 5] create /d0000000017/t1 2
Created /d0000000017/t1
[zk: localhost:21810(CONNECTED) 6]

3.5.3版本新增的znode类型

Container节点

如果Container节点下面没有子节点，则Container节点在未来会被Zookeeper自动清除,定时任务默认60s 检查一次。

TTL节点

默认禁用，只能通过系统配置 zookeeper.extendedTypesEnabled=true 开启，不稳定。

参考文章：https://blog.csdn.net/yokeyhui/article/details /128166536 https://blog.csdn.net/qq_22701869/article /details/115387249 https://blog.csdn.net/u014636209 /article/details/85411512

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原始发表：2023-08-23，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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