ZooKeeper 筆記(4) 實戰應用之【消除單點故障】

利用ZooKeeper消除核心節點的單點故障

關鍵節點的單點故障(Single Point of Failure)在大型的架構中，往往是緻命的。比如：SOA架構中，服務注冊中心(Server Register)統一排程所有服務，如果這個節點挂了，基本上整個SOA架構也就崩潰了，另外hadoop 1.x/2.x中的namenode節點，這是hdfs的核心節點，如果namenode宕掉，hdfs也就廢了。ZooKeeper的出現，很好的解決了這一難題，其核心原理如下：

1. 關鍵節點的運作執行個體（或伺服器），可以跑多個，這些執行個體中的資料完全是相同的（即：對等設計），每個執行個體啟動後，向ZK注冊一個臨時順序節點，比如 /core-servers/server0000001, /core-servers/server0000002 ... ，最後的順序号是由ZK自動遞增的

2. 其它應用需要通路1中的核心伺服器裡，可以事先約定好，從ZK的這些臨時節點中，挑選一個序号最小的節點，做為主伺服器（即master）

3. 當master宕掉時，超過一定的時間門檻值，臨時節點将由ZK自動删除，這樣原來序列最小的節點也就沒了，用戶端應用按2中的約定找最小節點的伺服器時，自動會找到原來次最小的節點，繼續充為master（老大挂了，老二頂上），即實作了故障轉換。如果原來出問題的master恢複了，重新加入ZK，由于順序号是一直遞增，重新加入後，它将做為備胎待命。

示例代碼如下：

上面是類圖，CoreServer類對應核心伺服器，ClientServer類對應用戶端應用伺服器，SPOFTest為單元測試類

CoreServer代碼：

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類：

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("用戶端應用運作中，正在調用：" + getCoreServer() + " 上的服務");
    }
}      

SPOF測試類：

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();

        //此時，手動停止coreServer1
        TimeUnit.SECONDS.sleep(60);

        //再次運作
        clientServer.run();

    }


}      

測試步驟：

1. 先啟用startCoreServer1()、startCoreServer2() 由于這二個方法中，最後用死循環阻止了程式退出，是以這二台server會一直運作下去，除非手動kill 程序

2. 再啟用testSPOF()，在45行這裡可以打個斷點，進入斷點時，可以手動把startCoreServer1()對應的程序kill掉，即：模拟server1挂掉，然後繼續執行，觀察輸出。

運作結果：

zookeeper state changed (SyncConnected)

server0000000007

server0000000006

node：server0000000006, data:server1

用戶端應用運作中，正在調用：server1 上的服務

...

Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:64788', transport: 'socket'

node：server0000000007, data:server2

用戶端應用運作中，正在調用：server2 上的服務

-------------

從測試結果看，用戶端通路的核心伺服器，自動從server1切換到了server2上。

　　

作者：​​菩提樹下的楊過​​