ZooKeeper 笔记(4) 实战应用之【消除单点故障】

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

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

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。