ZooKeeper JavaAPI 操作

ZooKeeper JavaAPI 操作

翻滚的牛角包

972人浏览 · 2022-05-27 17:58:05

翻滚的牛角包 · 2022-05-27 17:58:05 发布

4)ZooKeeper JavaAPI 操作

4.1)curator介绍

Curator 是 Apache ZooKeeper 的Java客户端库
常见的ZooKeeper Java API ：
- 原生Java API
- ZkClient
- Curator
Curator 项目的目标是简化 ZooKeeper 客户端的使用
Curator 最初是 Netfix 研发的,后来捐献了 Apache 基金会,目前是 Apache 的顶级项目
官网：http://curator.apache.org/

4.2)JavaAPI操作建立连接

1.搭建项目

创建项目curator-zk
引入pom和日志文件
资料文件夹下pom.xml和log4j.properties

请添加图片描述

2、创建测试类，使用curator连接zookeeper

@Before
public void testConnect() {
    //重试策略
    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(3000, 10);
    //2.第二种方式
    //CuratorFrameworkFactory.builder();
    client = CuratorFrameworkFactory.builder()
        .connectString("192.168.200.130:2181") //连接地址
        .sessionTimeoutMs(60 * 1000) //会话超时时间
        .connectionTimeoutMs(15 * 1000) //连接超时时间
        .retryPolicy(retryPolicy) //重连策略
        .namespace("itheima") //之后对zookeeper操作都是在这个目录下进行
        .build();
    //开启连接
    client.start();
}

4.3)Zookeeper JavaAPI操作-创建节点

/**
* 创建节点：create 持久 临时 顺序 数据
* 1. 基本创建 ：create().forPath("")
* 2. 创建节点 带有数据:create().forPath("",data)
* 3. 设置节点的类型：create().withMode().forPath("",data)
* 4. 创建多级节点  /app1/p1 ：create().creatingParentsIfNeeded().forPath("",data)
*/
@Test
public void testCreate() throws Exception {
    //2. 创建节点 带有数据
    //如果创建节点，没有指定数据，则默认将当前客户端的ip作为数据存储
    String path = client.create().forPath("/app2", "hehe".getBytes());
    System.out.println(path);
}

@Test
public void testCreate2() throws Exception {
    //1. 基本创建
    //如果创建节点，没有指定数据，则默认将当前客户端的ip作为数据存储
    String path = client.create().forPath("/app1");
    System.out.println(path);
}
@Test
public void testCreate3() throws Exception {
    //3. 设置节点的类型
    //默认类型：持久化
    String path = client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/app3");
    System.out.println(path);
}
@Test
public void testCreate4() throws Exception {
    //4. 创建多级节点  /app1/p1
    //creatingParentsIfNeeded():如果父节点不存在，则创建父节点
    String path = client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath("/app4/p1");
    System.out.println(path);
}

4.4)ZookeeperJavaAPI操作-查询节点

/**
* 查询节点：
* 1. 查询数据：get: getData().forPath()
* 2. 查询子节点： ls: getChildren().forPath()
* 3. 查询节点状态信息：ls -s:getData().storingStatIn(状态对象).forPath()
*/
@Test
public void testGet1() throws Exception {
    //1. 查询数据：get
    byte[] data = client.getData().forPath("/app1");
    System.out.println(new String(data));
}

@Test
public void testGet2() throws Exception {
    // 2. 查询子节点： ls
    List<String> path = client.getChildren().forPath("/");
    System.out.println(path);
}
@Test
public void testGet3() throws Exception {
    Stat status = new Stat();
    System.out.println(status);
    //3. 查询节点状态信息：ls -s
    client.getData().storingStatIn(status).forPath("/app1");
    System.out.println(status);
}

4.5)Zookeeper JavaAPI操作-修改节点

/*
* 修改数据
* 1. 基本修改数据：setData().forPath()
* 2. 根据版本修改: setData().withVersion().forPath()
* version 是通过查询出来的。目的就是为了让其他客户端或者线程不干扰我。
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void testSet() throws Exception {
	client.setData().forPath("/app1", "itcast".getBytes());
}

@Test
public void testSetForVersion() throws Exception {
    Stat status = new Stat();
    //3. 查询节点状态信息：ls -s
    client.getData().storingStatIn(status).forPath("/app1");
    int version = status.getVersion();//查询出来的 3
    System.out.println(version);
    client.setData().withVersion(version).forPath("/app1", "hehe".getBytes());
}

4.6)Zookeeper JavaAPI操作-删除节点

/*
* 删除节点： delete deleteall
* 1. 删除单个节点:delete().forPath("/app1");
* 2. 删除带有子节点的节点:delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/app1");
* 3. 必须成功的删除:为了防止网络抖动。本质就是重试。  client.delete().guaranteed().forPath("/app2");
* 4. 回调：inBackground
* @throws Exception
*/
@Test
public void testDelete() throws Exception {
    // 1. 删除单个节点
    client.delete().forPath("/app1");
}
@Test
public void testDelete2() throws Exception {
    //2. 删除带有子节点的节点
    client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/app4");
}

@Test
public void testDelete3() throws Exception {
    //3. 必须成功的删除
    client.delete().guaranteed().forPath("/app2");
}
@Test
public void testDelete4() throws Exception {
    //4. 回调
    client.delete().guaranteed().inBackground(new BackgroundCallback(){
        @Override
        public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception {
            System.out.println("我被删除了~");
            System.out.println(event);
        }
    }).forPath("/app1");
}

4.7)Zookeeper JavaAPI操作-Watch监听概述

ZooKeeper 允许用户在指定节点上注册一些Watcher，并且在一些特定事件触发的时候，ZooKeeper服务端会将事件通知到感兴趣的客户端上去，该机制是 ZooKeeper 实现分布式协调服务的重要特性。
ZooKeeper中引入了Watcher机制来实现了发布/订阅功能，能够让多个订阅者同时监听某一个对象，当一个对象自身状态变化时，会通知所有订阅者。
ZooKeeper原生支持通过注册Watcher来进行事件监听，但是其使用并不是特别方便需要开发人员自己反复注册Watcher，比较繁琐。
Curator引入了 Cache 来实现对 ZooKeeper 服务端事件的监听。

ZooKeeper提供了三种Watcher：

NodeCache: 只是监听某一个特定的节点
PathChildrenCache: 监控一个ZNode的子节点
TreeCache: 可以监控整个树上的所有节点，类似于PathChildrenCache和NodeCache的组合

请添加图片描述

4.8Zookeeper JavaAPI操作-Watch监听-NodeCache

/**
* 演示 NodeCache：给指定一个节点注册监听器
*/
@Test
public void testNodeCache() throws Exception {
    //1. 创建NodeCache对象
    final NodeCache nodeCache = new NodeCache(client,"/app1");
    //2. 注册监听
   	nodeCache.getListenable().addListener(new NodeCacheListener() {
        @Override
        public void nodeChanged() throws Exception {
            System.out.println("节点变化了~");
            //获取修改节点后的数据
            byte[] data = nodeCache.getCurrentData().getData();
            System.out.println(new String(data));
            }
        });
    	//3. 开启监听.如果设置为true，则开启监听是，加载缓冲数据
    	nodeCache.start(true);
    	while (true){
    }
}

4.9)Zookeeper JavaAPI操作-Watch监听-PathChildrenCache

@Test
public void testPathChildrenCache() throws Exception {
    //1.创建监听对象
    PathChildrenCache pathChildrenCache = new PathChildrenCache(client,"/app2",true);
    //2. 绑定监听器
    pathChildrenCache.getListenable().addListener(new PathChildrenCacheListener() {    			@Override
        public void childEvent(CuratorFramework client, PathChildrenCacheEvent event) throws Exception {
            System.out.println("子节点变化了~");
            System.out.println(event);
            //监听子节点的数据变更，并且拿到变更后的数据
            //1.获取类型
            PathChildrenCacheEvent.Type type = event.getType();
            //2.判断类型是否是update
            if(type.equals(PathChildrenCacheEvent.Type.CHILD_UPDATED)){
                System.out.println("数据变了！！！");
                byte[] data = event.getData().getData();
                System.out.println(new String(data));
            }
        }
    });
    //3. 开启
    pathChildrenCache.start();
    while (true){
    }
}

4.10)Zookeeper JavaAPI操作-Watch监听-TreeCache

/*
* 演示 TreeCache：监听某个节点自己和所有子节点们
*/
@Test
public void testTreeCache() throws Exception {
    //1. 创建监听器
    TreeCache treeCache = new TreeCache(client,"/app2");
    //2. 注册监听
    treeCache.getListenable().addListener(new TreeCacheListener() {
        @Override
        public void childEvent(CuratorFramework client, TreeCacheEvent event) throws Exception {
            System.out.println("节点变化了");
            System.out.println(event);
        }
    });
    //3. 开启
    treeCache.start();
    while (true){
    }
}

4.11)Zookeeper分布式锁-概念

在我们进行单机应用开发，涉及并发同步的时候，我们往往采用synchronized或者Lock的方式来解决多线程间的代码同步问题，这时多线程的运行都是在同一个JVM之下，没有任何问题。
但当我们的应用是分布式集群工作的情况下，属于多JVM下的工作环境，跨JVM之间已经无法通过多线程的锁解决同步问题。
那么就需要一种更加高级的锁机制，来处理种跨机器的进程之间的数据同步问题——这就是分布式锁。

请添加图片描述

4.12)Zookeeper 分布式锁-zookeeper分布式锁原理

核心思想：当客户端要获取锁，则创建节点，使用完锁，则删除该节点。

客户端获取锁时，在lock节点下创建临时顺序节点。
然后获取lock下面的所有子节点，客户端获取到所有的子节点之后，如果发现自己创建的子节点序号最小，那么就认为该客户端获取到了锁。使用完锁后，将该节点删除。
如果发现自己创建的节点并非lock所有子节点中最小的，说明自己还没有获取到锁，此时客户端需要找到比自己小的那个节点，同时对其注册事件监听器，监听删除事件。
如果发现比自己小的那个节点被删除，则客户端的Watcher会收到相应通知，此时再次判断自己创建的节点是否是lock子节点中序号最小的，如果是则获取到了锁，如果不是则重复以上步骤继续获取到比自己小的一个节点并注册监听。

请添加图片描述

4.13)Zookeeper 分布式锁-模拟12306售票案例

Curator实现分布式锁API

在Curator中有五种锁方案：
- InterProcessSemaphoreMutex：分布式排它锁（非可重入锁）
- InterProcessMutex：分布式可重入排它锁
- InterProcessReadWriteLock：分布式读写锁
- InterProcessMultiLock：将多个锁作为单个实体管理的容器
- InterProcessSemaphoreV2：共享信号量

请添加图片描述

创建线程进行加锁设置

public class Ticket12306 implements Runnable{
    private int tickets = 10;//数据库的票数
    private InterProcessMutex lock;
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            //获取锁
            try {
            lock.acquire(3, TimeUnit.SECONDS);
                if(tickets > 0){
                    System.out.println(Thread.currentThread()+":"+tickets);
                    Thread.sleep(100);
                    tickets--;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //释放锁
                try {
                    lock.release();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
}

创建连接，并且初始化锁

public Ticket12306(){
    //重试策略
    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(3000, 10);
    //2.第二种方式
    //CuratorFrameworkFactory.builder();
    CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
        .connectString("192.168.149.135:2181")
        .sessionTimeoutMs(60 * 1000)
        .connectionTimeoutMs(15 * 1000)
        .retryPolicy(retryPolicy)
        .build();
    //开启连接
    client.start();
    lock = new InterProcessMutex(client,"/lock");
}

运行多个线程进行测试

public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket12306 ticket12306 = new Ticket12306();
        //创建客户端
        Thread t1 = new Thread(ticket12306,"携程");
        Thread t2 = new Thread(ticket12306,"飞猪");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

5)ZooKeeper 集群搭建····················································································································································································································

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