zookeeper——负载均衡与选举策略

1、zk实现分布式锁

1、临时节点：回话链接失效后，值自动删除
2、使用临时节点，多个服务在zk上创建同一个临时节点，不能重复，只有那个创建成功，哪个就拿到锁
3、其他服务没有创建成功，应该等待， watcher事件监听节点被删除，重新进入到获取锁资源

2、负载均衡算法

权重
IP绑定
轮询机制

3、zk负载均衡原理

使用Zookeeper实现负载均衡原理，服务器端将启动的服务注册到，zk注册中心上，采用临时节点。客户端从zk节点上获取最新服务节点信息，本地使用负载均衡算法，随机分配服务器。

在分布式实现对服务管理
dubbo临时节点
实现轮询机制: 取模算法

ZkServerScoekt服务

//##ServerScoekt服务端
public class ZkServerScoekt implements Runnable {
	private int port = 18080;
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		ZkServerScoekt server = new ZkServerScoekt(port);
		Thread thread = new Thread(server);
		thread.start();
	}
	public ZkServerScoekt(int port) {
		this.port = port;
	}
	
	public void regServer() {
		// 向ZooKeeper注册当前服务器
		ZkClient client = new ZkClient("127.0.0.1:2181", 60000, 1000);
		String path = "/test/server" + port;
		if (client.exists(path))
			client.delete(path);
		client.createEphemeral(path, "127.0.0.1:" + port);
	}


	public void run() {
		ServerSocket serverSocket = null;
		try {
			serverSocket = new ServerSocket(port);
			System.out.println("Server start port:" + port);
			Socket socket = null;
			while (true) {
				socket = serverSocket.accept();
				new Thread(new ServerHandler(socket)).start();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (serverSocket != null) {
					serverSocket.close();
				}
			} catch (Exception e2) {
			}
		}
	}
}

ZkServerClient

public class ZkServerClient {
	public static List<String> listServer = new ArrayList<String>();
	public static void main(String[] args) {
		initServer();
		ZkServerClient 	client= new ZkServerClient();
		BufferedReader console = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		while (true) {
			String name;
			try {
				name = console.readLine();
				if ("exit".equals(name)) {
					System.exit(0);
				}
				client.send(name);
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	// 注册所有server
	public static void initServer() {
		final String path = "/test";
		final ZkClient zkClient = new ZkClient("127.0.0.1:2181", 60000, 1000);
		List<String> children = zkClient.getChildren(path);
		listServer.clear();
		for (String p : children) {
			listServer.add((String) zkClient.readData(path + "/" + p));
		}
		// 订阅节点变化事件
		zkClient.subscribeChildChanges("/test", new IZkChildListener() {

			public void handleChildChange(String parentPath, List<String> currentChilds) throws Exception {
				listServer.clear();
				for (String p : currentChilds) {
					listServer.add((String) zkClient.readData(path + "/" + p));
				}
				System.out.println("####handleChildChange()####listServer:" + listServer.toString());
			}
		});
	}
	
    // 请求次数
	private static int count = 1;
	// 服务数量
	private static int serverCount=2;


	// 获取当前server信息
	public static String getServer() {
		String serverName = listServer.get(count%serverCount);
		++count;
		return serverName;
	}
	
	public void send(String name) {

		String server = ZkServerClient.getServer();
		String[] cfg = server.split(":");

		Socket socket = null;
		BufferedReader in = null;
		PrintWriter out = null;
		try {
			socket = new Socket(cfg[0], Integer.parseInt(cfg[1]));
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
			out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);

			out.println(name);
			while (true) {
				String resp = in.readLine();
				if (resp == null)
					break;
				else if (resp.length() > 0) {
					System.out.println("Receive : " + resp);
					break;
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (out != null) {
				out.close();
			}
			if (in != null) {
				try {
					in.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}

4、zk实现选举策略

有一个向外提供的服务，服务必须7*24小时提供服务，不能有单点故障。所以采用集群的方式，采用master、slave的结构。一台主机多台备机。主机向外提供服务，备机负责监听主机的状态，一旦主机宕机，备机要迅速接代主机继续向外提供服务。从备机选择一台作为主机，就是master选举。

多台服务器，创建临时节点，哪个创建成功哪个就为主
如果宕机，其他服务器重新创建临时节点

1、redis 选举策略

在这里插入图片描述

2、zk选举策略

右边三台主机会尝试创建master节点，谁创建成功了，就是master，向外提供。其他两台就是slave。
所有slave必须关注master的删除事件（临时节点，如果服务器宕机了，Zookeeper会自动把master节点删除）。如果master宕机了，会进行新一轮的master选举。本次我们主要关注master选举，服务注册、发现先不讨论。

在这里插入图片描述

3、使用Zookeeper原理

领导者（leader），负责进行投票的发起和决议，更新系统状态
学习者（learner），包括跟随者（follower）和观察者（observer），follower用于接受客户端请求并想客户端返回结果，在选主过程中参与投票
Observer可以接受客户端连接，将写请求转发给leader，但observer不参加投票过程，只同步leader的状态，observer的目的是为了扩展系统，提高读取速度
客户端（client），请求发起方

在这里插入图片描述

Zookeeper的核心是原子广播，这个机制保证了各个Server之间的同步。
实现这个机制的协议叫做Zab协议。Zab协议有两种模式，它们分别是恢复模式（选主）和广播模式（同步）。当服务启动或者在领导者崩溃后，Zab就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数Server完成了和leader的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。
为了保证事务的顺序一致性，zookeeper采用了递增的事务id号（zxid）来标识事务。
所有的提议（proposal）都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字，它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变，每次一个leader被选出来，它都会有一个新的epoch，标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。
每个Server在工作过程中有三种状态：
LOOKING：当前Server不知道leader是谁，正在搜寻
LEADING：当前Server即为选举出来的leader
FOLLOWING：leader已经选举出来，当前Server与之同步

原文链接：https://blog.csdn.net/linkingfei/article/details/105255436