【HBase】zookeeper在HBase中的应用

转自：http://support.huawei.com/ecommunity/bbs/10242721.html

Zookeeper在HBase中的应用

HBase部署相对是一个较大的动作，其依赖于zookeeper cluster,hadoop HDFS。

Zookeeper作用在于：

1、hbase regionserver 向zookeeper注册，提供hbase regionserver状态信息（是否在线）。

2、hmaster启动时候会将hbase系统表-ROOT- 加载到 zookeeper cluster，通过zookeeper cluster可以获取当前系统表.META.的存储所对应的regionserver信息。

zookeeper是hbase集群的"协调器"。由于zookeeper的轻量级特性，因此我们可以将多个hbase集群共用一个zookeeper集群，以节约大量的服务器。多个hbase集群共用zookeeper集群的方法是使用同一组ip，修改不同hbase集群的"zookeeper.znode.parent"属性，让它们使用不同的根目录。比如cluster1使用/hbase-c1,cluster2使用/hbase-c2，等等。

HMaster主要作用在于，通过HMaster维护系统表-ROOT-,.META.，记录regionserver所对应region变化信息。此外还负责监控处理当前hbase cluster中regionserver状态变化信息。

hbase regionserver则用于多个/单个维护region。

region则对应为hbase数据表的表分区数据维护。

参考：http://koven2049.iteye.com/blog/1150484

hbase.zookeeper.zookeeperwatcher.java 类

ZooKeeper Watcher.  One instance of this is instantiated for each Master, RegionServer, and client process. 每一个Master、RS和客户端进程都会创建一个zookeeperwatcher的实例。

1、初始化ZooKeeper连接和watcher

①      设置节点名称

②      ZKUtil.connet

③      如果连接成功，则新建一些节点，如ZKUtil.createAndFailSilent(this, baseZNode); 如果节点存在，则不再创建。不加watch。此处创建的是持久性节点，并具有open access性。

HBase中的znode

/hbase   baseZNode

Node name (fault)	节点分类		ZookeeperWatcher初始化时创建
/hbase	baseZNode	集群的根znode	√
/hbase/root-region-server	rootServerZNode	包含-ROOT- region的服务器位置的节点
/hbase/rs	rsZNode	RS的临时节点	√
/hbase/draining	drainingZNode	draining RS 临时节点	√
/hbase/master	masterAddressZNode	currently active master	在hbase.master.Hmaster中创建
/hbase/backup-masters	backupMasterAddressesZNode	backup master directory, if not the active master	√
/hbase/shutdown	clusterStateZNode	znode containing the current cluster state
/hbase/unassigned	assignmentZNode	region transitioning and assignment	√在rs启动时会创建该节点的子节点。ZKAssign会操作此节点，并创建子节点来指示rs的状态。
/hbase/table	tableZNode	table disabling/enabling	√
/hbase/hbaseid	clusterIdZNode	containing the unique cluster ID
/hbase/splitlog	splitLogZNode	log splitting work assignment	√

ZooKeeperWatcher的构造函数的作用就是初始化一个ZooKeeper连接并设置watcher。因此在ZookeeperWatcher初始化时创建的节点，表示只要HBase在连接ZooKeeper时就会创建这些节点。

1、  /hbase的子节点：

2、  HBase中的list命令和/hbase/table下的子节点对比：前者不包括-ROOT-和.META.表：

3、  启动HBase时，/hbase/unassigned节点的变化：

ZooKeeperListener.java

package org.apache.hadoop.hbase.zookeeper;

抽象类，实现HBase内部ZooKeeper事件的监听。ZooKeeperWatcher会执行适当的方法来实现该类。为了从watcher接收到事件，每个监听者必须要通过ZooKeeperWatcher注册。子类需要重写需要的方法。值得注意的是监听者的watcher在执行这些方法时会引起阻塞，因此不能长期运行这些方法。

在构造函数中就初始化了一个ZooKeeperWatcher。

监听的事件包括nodeCreated(String path)、nodeDeleted(String path)、nodeDataChanged(String path)、nodeChildrenChanged(String path)。

ActiveMasterManager.java

作用：处理所有master方面的master选举的事务。监听并回应master znode的zookeeper通知，包括nodeCreated(节点创建)和nodeDeleted(节点删除)。

包含阻断方法，备master等待主master失败。？

在HMaster构造函数的blockUntilBecomingActiveMaster方法中实例化该类。

实现了抽象类ZooKeeperListener中的nodeCreated(节点创建)和nodeDeleted(节点删除)方法。

HBase中使用zookeeper的场景（未完）

1、主备master切换时

应用场景

使用类

调用函数

备注

Master启动

HMaster

HMaster（构造函数）

连接zookeeper

主备master切换

HMaster

becomeActiveMaster(MonitoredTask startupStatus)

注册一个Listener

client连接HBase

HConnectionManager

HConnectionImplementation

（见hbase.zookeeper源码-Bene.xlsx中的sheet2）

Zookeeper交流遗留问题

1、Follower和Observer能否写数据，二者主要区别是什么？

ObserverRequestProcessor会将收到的任何修改状态的请求都发送给leader。遇到以下操作时，observer和follower都会发送请求给leader

switch (request.type) {

case OpCode.sync:

zks.pendingSyncs.add(request);

zks.getFollower().request(request);

//              zks.getObserver().request(request);

break;

case OpCode.create:

case OpCode.delete:

case OpCode.setData:

case OpCode.setACL:

case OpCode.createSession:

case OpCode.closeSession:

case OpCode.multi:

zks.getFollower().request(request);

//             zks.getObserver().request(request);

主要区别：Observer不参与leader选举和投票。

Follower可以写数据，Observer在客户端写数据时不参与，主要通过sync操作更新数据。

二者的主要区别是Follower参与选举和投票，Observer不参与选举和投票。

投票在写数据过程中的作用：客户端发送写数据操作时，follower或者Observer将写数据请求转发给leader，然后leader发送给具有投票权（也就是follower和leader）的角色；当这些节点有半数以上的节点反馈给leader投票，leader则认为写数据成功。

observer是zookeeper-3.3版本新添加的一个角色,，他们的引入是为了解决zookeeper集群扩大后，由于网络可靠性下降可能导致的拜占庭将军问题。

2、写数据的原子性如何保证？

ZooKeeper中读写数据都具有原子性。

读数据的原子性是指读某个节点的数据时，会将该节点所有的数据都返回给客户端。

写数据的原子性是指写数据不会部分失败或部分成功。一个成功的写操作必须保证被写入到大部分zookeeper服务器的永久存储上（不是上次说的所有服务器）。

3、/hbase/rs节点的子节点是持久节点还是临时节点？

临时节点。可以通过在shell脚本查看/hbase/rs节点的数据及其子节点的数据，/hbase/rs是持久节点，其子节点是临时节点，二者如下图。

/hbase/rs是持久节点：

这个znode[linux-jay1.jay,20020,1345715787547]是个临时znode，当该regionserver关闭后，这个znode会消失，那么设置了watcher的master就会第一时间感知到regionserver的退出。

备注：如果是持久节点ephemeralOwner 的值为0。

Get的各个参数解释：

czxid : The zxid of the change that caused this znode to be created.

mzxid : The zxid of the change that last modified this znode.

ctime : The time in milliseconds from epoch when this znode was created.

mtime : The time in milliseconds from epoch when this znode was last modified.

version : The number of changes to the data of this znode.

cversion : The number of changes to the children of this znode.

aversion : The number of changes to the ACL of this znode

ephemeralOwner : The session id of the owner of this znode if the znode is an ephemeral node. If it is not an ephemeral node, it will be zero.

dataLength : The length of the data field of this znode.

numChildren : The number of children of this znode.

4、sync操作的作用是什么？

sync操作的作用是使客户端的znode视图与ZooKeeper同步，由于读操作可能会存在连接的某台zookeeper服务器上的数据并不是最新数据，因此zookeeper允许客户端用sync操作自身更新（如何实现涉及到ZooKeeper内核，目前还没有看这部分内容）。

5、watcher的设置是一次性的，为什么要如此设计？

Watch是由ZooKeeper服务的操作来设置，同时由服务的其他操作来触发，watcher只被触发一次。比如一个客户端对某个znode调用了exists操作并在这个节点上加了一个Watch，如果该节点不存在，则exists操作返回false。如果一段时间后，这个znode被另外一个客户端创建了，该Watch将被触发，通知第一台客户端znode被创建的消息。

由于是针对操作而设置的，因此很容易区别上次交流时所说的状态。    ZooKeeper在读操作exists、getChildren、getData时设置watch，这些操作都由写操作create、delete和setData来触发。

如此看来，并不是所有的操作都会触发watch，也并不是所有的操作都会设置watch。而且通过znode的路径可以确定是哪个znode发生了改变，通过操作的类型可以确定该节点发生了何种改变。个人认为这样设置的确增加了通用性，同时也减少了资源消耗。

另外：

ZooKeeper提供配置服务的手段是：用znode的路径来记录键，用znode的数据来存储值，因此正好可以使用znode来存储键值对。

比如，/hbase/root-region-server的路径表示存储的是-ROOT-表所在服务器的地址，然后用该znode的值来存储其地址值