zookeeper源码(09)follower处理客户端请求

在zookeeper中，follower也可以接收客户端连接，处理客户端请求，本文将分析follower处理客户端请求的流程：

• 读请求处理
• 写请求转发与响应

follower接收转发客户端请求

网络层接收客户端数据包

leader、follower都会启动ServerCnxnFactory组件，用来接收客户端连接、读取客户端数据包、将客户端数据包转发给zk应用层。

在"zookeeper源码(08)请求处理及数据读写流程"一文中已经介绍，ServerCnxn在读取到客户端数据包之后，会调用zookeeperServer的processConnectRequest或processPacket方法：

• processConnectRequest方法：创建session
• processPacket方法：处理业务请求

processConnectRequest创建session

• 会使用sessionTracker生成sessionId、创建session对象
• 生成一个密码
• 提交一个createSession类型Request并提交给业务处理器

long createSession(ServerCnxn cnxn, byte[] passwd, int timeout) {
    // 生成sessionId、创建session对象
    long sessionId = sessionTracker.createSession(timeout);
    // 生成密码
    Random r = new Random(sessionId ^ superSecret);
    r.nextBytes(passwd);
    // 提交createSession类型Request
    CreateSessionTxn txn = new CreateSessionTxn(timeout);
    cnxn.setSessionId(sessionId);
    Request si = new Request(cnxn, sessionId, 0, OpCode.createSession, RequestRecord.fromRecord(txn), null);
    submitRequest(si);
    return sessionId;
}

processPacket处理业务请求

• 封装Request
• 验证largeRequest
• 提交业务层处理器

Request si = new Request(cnxn, cnxn.getSessionId(), h.getXid(), h.getType(), request, cnxn.getAuthInfo());
int length = request.limit();
if (isLargeRequest(length)) {
    // checkRequestSize will throw IOException if request is rejected
    checkRequestSizeWhenMessageReceived(length);
    si.setLargeRequestSize(length);
}
si.setOwner(ServerCnxn.me);
submitRequest(si);

FollowerRequestProcessor处理器

在follower端，客户端请求会由FollowerRequestProcessor处理：

1. 把请求提交下游CommitProcessor处理器
2. 写请求转发给leader处理
3. 读请求经过CommitProcessor直接转发给FinalRequestProcessor处理器，直接查询数据返回给客户端

public void run() {
    try {
        while (!finished) {

            Request request = queuedRequests.take();

            // Screen quorum requests against ACLs first 略

            // 转发给CommitProcessor处理器
            // 提交到queuedRequests队列
            // 写请求还会提交到queuedWriteRequests队列
            maybeSendRequestToNextProcessor(request);

            // ...

            // 写请求需要转发给leader处理
            switch (request.type) {
            case OpCode.sync:
                zks.pendingSyncs.add(request); // 待同步命令
                zks.getFollower().request(request);
                break;
            case OpCode.create:
            case OpCode.create2:
            case OpCode.createTTL:
            case OpCode.createContainer:
            case OpCode.delete:
            case OpCode.deleteContainer:
            case OpCode.setData:
            case OpCode.reconfig:
            case OpCode.setACL:
            case OpCode.multi:
            case OpCode.check:
                zks.getFollower().request(request);
                break;
            case OpCode.createSession:
            case OpCode.closeSession:
                if (!request.isLocalSession()) {
                    zks.getFollower().request(request);
                }
                break;
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        handleException(this.getName(), e);
    }
}

转发leader

zks.getFollower().request(request);

Learner转发请求：

void request(Request request) throws IOException {
    // 略

    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    DataOutputStream oa = new DataOutputStream(baos);
    oa.writeLong(request.sessionId); // sessionId
    oa.writeInt(request.cxid); // 客户端xid
    oa.writeInt(request.type); // 业务类型
    byte[] payload = request.readRequestBytes(); // 请求体
    if (payload != null) {
        oa.write(payload);
    }
    oa.close();
    // 封装REQUEST数据包
    QuorumPacket qp = new QuorumPacket(Leader.REQUEST, -1, baos.toByteArray(), request.authInfo);
    writePacket(qp, true); // 通过网络发给leader服务器
}

leader处理follower请求

LearnerHandler接收REQUEST请求

case Leader.REQUEST:
    bb = ByteBuffer.wrap(qp.getData());
    sessionId = bb.getLong(); // 解析请求信息
    cxid = bb.getInt();
    type = bb.getInt();
    bb = bb.slice();
    Request si;
    if (type == OpCode.sync) {
        si = new LearnerSyncRequest(
            this, sessionId, cxid, type, RequestRecord.fromBytes(bb), qp.getAuthinfo());
    } else {
        si = new Request(null, sessionId, cxid, type, RequestRecord.fromBytes(bb), qp.getAuthinfo());
    }
    si.setOwner(this); // 用来判断请求来自follower
    learnerMaster.submitLearnerRequest(si); // 提交给业务处理器
    requestsReceived.incrementAndGet();

submitLearnerRequest提交业务处理器：

public void submitLearnerRequest(Request si) {
    zk.submitLearnerRequest(si);
}

LeaderZooKeeperServer提交业务处理器：

public void submitLearnerRequest(Request request) {
    // 提交给PrepRequestProcessor处理器
    prepRequestProcessor.processRequest(request);
}

从此处开始走leader处理写请求流程。

leader处理写请求流程回顾

• PrepRequestProcessor - 做事务设置
• ProposalRequestProcessor - 发起proposal，将Request转发给SyncRequestProcessor写事务log、本地ack
• CommitProcessor - 读请求直接调用下游处理器，写请求需要等待足够的ack之后commit再调用下游RequestProcessor处理器
• ToBeAppliedRequestProcessor - 维护toBeApplied列表
• FinalRequestProcessor - 把事务应用到ZKDatabase，提供查询功能，返回响应

follower处理leader数据

在follower中，Follower使用processPacket方法处理来自leader的数据包，此处看一下PROPOSAL和COMMIT的逻辑。

PROPOSAL数据包

fzk.logRequest(hdr, txn, digest);

logRequest会使用syncProcessor将事务写入到txnlog文件，之后调用SendAckRequestProcessor处理器给leader发ack数据包。

leader收到超过半数的ack之后会发COMMIT数据包让各个节点将事务应用到ZKDatabase中。

COMMIT数据包

fzk.commit(qp.getZxid());

CommitProcessor处理器会将其提交到committedRequests队列，之后客户端Request会继续向下游FinalRequestProcessor处理器传递。

FinalRequestProcessor处理器

• 把事务应用到ZKDatabase中
• 提供查询功能
• 给客户端返回响应