ZooKeeper 实战(三) SpringBoot整合Curator-开发使用篇

文章目录

  • ZooKeeper 实战(三) SpringBoot整合Curator-开发使用篇
      • 0. ZooKeeper客户端
    • 1. Curator
      • 1.1. 简介
      • 1.2. 应用场景
      • 1.3. 优势
      • 1.4. 依赖说明
    • 2. 依赖导入
    • 3. 配置类
      • 3.1. 重试策略
      • 3.2. 实现代码
      • 3.3. 总结
    • 4. Curator中的基本API
      • 4.1. 创建节点
      • CreateMode中的节点类型
      • 4.2. 查询节点
      • 4.3. 更新节点
      • 4.4. 删除节点
      • 4.6. 异步调用
    • 5. 总结

ZooKeeper 实战(三) SpringBoot整合Curator-开发使用篇

0. ZooKeeper客户端

目前，Zookeeper服务器有三种Java客户端： Zookeeper、Zkclient和Curator。

  1. Zookeeper： Zookeeper是官方提供的原生java客户端
  2. Zkclient： 是在原生zookeeper客户端基础上进行扩展的开源第三方Java客户端
  3. Curator： Netflix公司在原生zookeeper客户端基础上开源的第三方Java客户端

由于 Curator 较于其他两种客户端操作更简单，功能更丰富，可以说是当前最好用，最流行的ZooKeepe的客户端。所以接下来我们将以Curator作为Zookeeper客户端为例，进行整合开发。

1. Curator

1.1. 简介

Curator是Apache软件基金会下的一个开源框架，目前是Apache下的顶级项目。Curator起初是 Netflix公司开源的一套ZooKeeper客户端框架，后捐献给Apache。和 ZkClient一样，它解决了非常底层的细节开发工作，包括连接、重连、反复注册Watcher的问题以及 NodeExistsException异常等。

1.2. 应用场景

Curator可以提供支持常见的ZooKeeper应用场景：

  • 配置管理：实现分布式系统的配置管理，通过在ZooKeeper集群中存储和管理配置信息，可以实现配置的集中管理和动态更新。
  • 服务注册与发现：实现服务注册与发现机制，通过在ZooKeeper集群中注册和发现服务节点，可以实现分布式系统中的服务发现和负载均衡。
  • 命名服务：实现分布式系统中的命名服务，通过在ZooKeeper集群中分配和管理工作空间，可以实现分布式系统中资源的唯一标识和集中管理。
  • 协调与同步：实现分布式系统中的协调与同步机制，通过在ZooKeeper集群中达成一致协议，可以实现分布式系统中的任务分配、状态同步和协调控制。
  • 分布式锁：实现分布式系统中的锁机制，通过在ZooKeeper集群中分配锁资源，可以实现分布式系统中的互斥访问和协同操作。
  • 消息队列：实现基于ZooKeeper的分布式消息队列系统，通过在ZooKeeper集群中存储消息队列的元数据和消息内容，可以实现分布式的消息传递和异步通信。

1.3. 优势

  • 简单易用：Curator提供了一个简单易用的API，使得开发人员可以轻松地与ZooKeeper集群进行交互，并实现各种分布式应用场景。
  • 高性能：Curator优化了与ZooKeeper集群的通信性能，通过使用异步操作和批量操作等技术，提高了与ZooKeeper集群的交互速度。
  • 灵活的监视机制：Curator提供了灵活的监视机制，开发人员可以通过监视ZooKeeper集群中的节点变化，实现分布式系统的实时监控和通知。
  • 原子操作：Curator提供了原子操作的支持，这些操作可以在ZooKeeper集群中以原子方式执行，以确保操作的可靠性。
  • 强大的抽象：Curator提供了一组抽象接口，使得开发人员可以轻松地与ZooKeeper集群进行交互，而无需了解ZooKeeper内部的具体实现细节。
  • 社区活跃：Curator是一个受欢迎的开源项目，拥有活跃的社区和广泛的应用场景，可以提供及时的技术支持和丰富的文档资源。

1.4. 依赖说明

curator它主要包含三个依赖（curator的依赖都已经放到maven仓库，你直接使用maven来构建它。对于大多数人来说，我们可能最常需要引入的是curator-recipes）：

  • curator-recipes：依赖于framework和Client：最常用的是curator-recipes，它可以实现：
    • 锁：包括共享锁、共享可重入锁、读写锁等。
    • 选举：Leader选举算法。
    • Barrier：阻止分布式计算直至某个条件被满足的“栅栏”，可以看做JDK Concurrent包中Barrier的分布式实现。
    • 缓存：三种Cache及监听机制。
    • 持久化结点：连接或Session终止后仍然在ZooKeeper中存在的结点。
    • 队列：分布式队列、分布式优先级队列等。
  • curator-framework：包含了高层级的流式API，构建在Client之上如对节点的增删改查等。
  • curator-client：Zookeeper的基础客户端实现，如连接、重试、超时处理等。

注意：目前Curator2.x.x和3.x.x两个系列的版本，支持不同版本的Zookeeper。其中Curator 2.x.x兼容Zookeeper的3.4.x和3.5.x。而Curator 3.x.x只兼容Zookeeper 3.5.x，并且提供了一些诸如动态重新配置、watch删除等新特性。

最新版本Curator4.0十分依赖Zookeeper3.5.X。Curator4.0在软兼容模式下支持Zookeeper3.4.X，但是需要依赖排除zookeeper。

2. 依赖导入

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>org.example.ahao</groupId><artifactId>ahao_zookeeper</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.7.8</version><relativePath/></parent><properties><maven.compiler.source>11</maven.compiler.source><maven.compiler.target>11</maven.compiler.target><!-- 编码字符集 --><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding></properties><dependencies><!-- SpringBoot --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- SpringBoot 测试包 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><!-- lombok --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency><!-- ZooKeeper客户端 curator --><dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-client</artifactId><version>4.0.1</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.curator</groupId><artifactId>curator-recipes</artifactId><version>4.0.1</version></dependency></dependencies></project>

3. 配置类

3.1. 重试策略

在开始配置之前，简单了解一下Curator提供的几种常用的重试策略实现类：

  1. ExponentialBackoffRetry：这是Curator中最常用的重试策略实现类，它使用指数退避的方法来逐渐增加重试的间隔时间。根据失败次数和当前尝试次数来动态调整间隔时间，以便更好地平衡系统的性能和稳定性。
  2. SleepingSingleRetry：这种实现类会在连接失败时让线程休眠一段时间，然后再尝试重新连接。这种方法适用于那些不需要自动切换到其他可用节点的场景。
  3. FailoverRetry：这种实现类会在连接失败时尝试切换到另一个可用的Zookeeper节点，直到所有节点都成功连接或达到最大重试次数。这种方法适用于那些需要自动切换到其他可用节点的场景，以避免单点故障。

3.2. 实现代码

配置文件

# 端口号
server:port: 8888# zookeeper配置
apache:zookeeper:# 服务器连接地址，集群模式则使用逗号分隔如：ip1:host,ip2:hostconnect-url: 127.0.0.1:2180# 会话超时时间：单位mssession-timeout: 10000# 连接超时时间：单位msconnection-timeout: 10000# ACL权限控制，验证策略scheme: auth# 验证内容idauth_id: admin:123456# 重试策略retry-policy:# 初始化间隔时间base-sleep-time: 1000# 最大重试次数max-retries: 5# 最大重试间隔时间max-sleep: 30000

重试策略配置类

package com.ahao.demo.config;import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;/*** @Name: CuratorRetryPolicy* @Description: 重试策略参数* @Author: ahao* @Date: 2024/1/10 6:23 PM*/
@ConfigurationProperties(prefix = "apache.retry-policy")
@Configuration
@Getter
@Setter
public class CuratorRetryPolicy {// 初始化间隔时间private Integer baseSleepTime;// 最大重试次数private Integer maxRetries;// 最大重试间隔时间private Integer maxSleep;}

客户端配置类

package com.ahao.demo.config;import lombok.Setter;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;/*** @Name: ZkClientConfig* @Description: Curator客户端配置类* @Author: ahao* @Date: 2024/1/10 3:52 PM*/
@Configuration
@ConfigurationProperties(prefix = "apache.zookeeper")
@Setter
@Slf4j
public class ZkClientConfig {// 服务器连接地址，集群模式则使用逗号分隔如：ip1:host,ip2:hostprivate String connectUrl;// 会话超时时间：单位msprivate Integer sessionTimeout;// 连接超时时间：单位msprivate Integer connectionTimeout;// ACL权限控制，验证策略private String scheme;// 验证内容idprivate String authId;@Autowiredprivate CuratorRetryPolicy curatorRetryPolicy;@Beanpublic CuratorFramework curatorFramework(){CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString(connectUrl).sessionTimeoutMs(sessionTimeout).connectionTimeoutMs(connectionTimeout)// 权限认证//.authorization(scheme,authId.getBytes(StandardCharsets.UTF_8))// 重试策略.retryPolicy(new ExponentialBackoffRetry(curatorRetryPolicy.getBaseSleepTime(),curatorRetryPolicy.getMaxRetries(),curatorRetryPolicy.getMaxSleep())).build();// 启动客户端curatorFramework.start();return curatorFramework;}}

3.3. 总结

现在客户端已经配置好了，启动CuratorDemoApplication.class，观察一下是否能够正常启动。

在这里插入图片描述

观察输出日志，显示如下信息表示客户端连接成功。

在这里插入图片描述

4. Curator中的基本API

4.1. 创建节点

为了偷懒，我没有写相关业务层代码，在启动类中通过ApplicationRunner的run方法在容器启动后直接执行。

代码如下

创建默认节点（持久节点）：client.create().forPath("路径")

创建默认节点，带初始内容：client.create().forPath("路径","内容".getBytes())

创建临时节点：client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("路径")

递归方式创建节点（父节点可以不存在）：client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath("路径") 

package com.ahao.demo;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @Name: CuratorDemoApplication* @Description:* @Author: ahao* @Date: 2024/1/10 3:29 PM*/
@Slf4j
@SpringBootApplication
public class CuratorDemoApplication implements ApplicationRunner{@Autowiredprivate CuratorFramework client;public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(CuratorDemoApplication.class,args);}@Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {log.info("。。。。。。。。。。。。。容器初始化完毕。。。。。。。。。。。。。。");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);// 创建节点。如果没有设置节点属性，节点创建模式默认为持久化节点，内容默认为空client.create()// 如果需要，递归创建节点.creatingParentsIfNeeded()// 指定创建节点类型.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)// 节点路径和数据.forPath("/ahao/test","this is a book".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));}
}

通过./zkCli.sh启动的客户端终端，查看节点信息，起初没有/ahao/test节点，在启动容器后，执行新增节点方法。本来没有新增/ahao节点（没有父节点，直接创建子节点会失败），由于指定递归方式（.creatingParentsIfNeeded()），所以先完成了/ahao父节点的新增，然后再新增/ahao/test。观察/ahao和/ahao/test节点的数据：/ahao节点数据为空，/ahao/test节点数据就是我们在代码中传递的数据。最后，停止CuratorDemoApplication，观察节点信息发现，/ahao/test节点（临时节点）被删除了，而/ahao（持久节点）仍存在。

在这里插入图片描述

CreateMode中的节点类型

  • PERSISTENT: 持久化节点，数据在Curator客户端重启后仍然存在。
  • PERSISTENT_SEQUENTIAL: 持久化顺序节点，数据在Curator客户端重启后仍然存在，并且按照顺序排列。
  • EPHEMERAL: 临时节点，Curator客户端重启后，这些节点将消失。
  • EPHEMERAL_SEQUENTIAL: 临时顺序节点，类似于EPHEMERAL，但数据是按照顺序写入的。
  • CONTAINER: 容器节点，用于存储其他节点。
  • PERSISTENT_WITH_TTL: 带有时间生存期的持久化节点。当达到指定的生存期后，数据将被自动删除。
  • PERSISTENT_SEQUENTIAL_WITH_TTL: 持久化顺序节点，带有时间生存期。当达到指定的生存期后，数据将被自动删除并按照顺序排列。

4.2. 查询节点

判断某个节点是否存在：client.checkExists().forPath()

获取某个节点的数据：client.getData().forPath()

获取某个节点下的子节点：client.getChildren().forPath()

    @Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {log.info("。。。。。。。。。。。。。容器初始化完毕。。。。。。。。。。。。。。");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);log.info("新增节点");// 创建节点client.create()// 如果需要，递归创建节点.creatingParentsIfNeeded()// 指定创建节点类型.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)// 节点路径和数据.forPath("/ahao/test","this is a book".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 睡眠1sTimeUnit.SECONDS.sleep(1);// 读取节点的数据内容byte[] bytes = client.getData().forPath("/ahao/test");String s = new String(bytes,StandardCharsets.UTF_8);log.info("读取到的数据内容：{}",s);// 判断节点是否存在并返回节点状态信息Stat stat = client.checkExists().forPath("/ahao/test");log.info("读取节点状态信息：{}", stat);// 获取子节点List<String> list = client.getChildren().forPath("/ahao");log.info("读取子节点：{}", list);}

日志输出如下：在这里插入图片描述

4.3. 更新节点

更新节点内容：client.setData().forPath()

    @Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {log.info("。。。。。。。。。。。。。容器初始化完毕。。。。。。。。。。。。。。");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);log.info("新增节点");// 创建节点client.create()// 如果需要，递归创建节点.creatingParentsIfNeeded()// 指定创建节点类型.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)// 节点路径和数据.forPath("/ahao/test","this is a book".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 睡眠1sTimeUnit.SECONDS.sleep(1);// 读取节点的数据内容byte[] bytes = client.getData().forPath("/ahao/test");String s = new String(bytes,StandardCharsets.UTF_8);log.info("读取到的数据内容：{}",s);// 更新节点client.setData().forPath("/ahao/test","这是一本书".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 再次读取节点的数据内容byte[] bytes2 = client.getData().forPath("/ahao/test");String s2 = new String(bytes2,StandardCharsets.UTF_8);log.info("读取到的数据内容：{}",s2);}

日志输出如下：

在这里插入图片描述

4.4. 删除节点

删除节点：client.delete().forPath()

递归方式删除节点及其子节点：client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath()

		@Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {log.info("。。。。。。。。。。。。。容器初始化完毕。。。。。。。。。。。。。。");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);log.info("新增节点");// 创建节点client.create()// 如果需要，递归创建节点.creatingParentsIfNeeded()// 指定创建节点类型.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)// 节点路径和数据.forPath("/ahao/test","this is a book".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 睡眠1sTimeUnit.SECONDS.sleep(1);// 删除/ahao节点// 直接删除会报错KeeperErrorCode = Directory not empty for /ahao因为/ahao下有子节点// client.delete().forPath("/ahao");// 正确方式删除/ahao节点// client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath("/ahao");// 删除/ahao/test节点client.delete().forPath("/ahao/test");}

4.6. 异步调用

Curator使用BackgroundCallback接口实现有关服务端返回的结果信息处理。

public interface BackgroundCallback
{/*** Called when the async background operation completes** @param client 当前客户端实例* @param event operation result details 服务端事件操作结果，包含事件类型和响应码* @throws Exception errors*/public void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception;
}

事件类型 在枚举类org.apache.curator.framework.api.CuratorEventType中有列举。

public enum CuratorEventType
{/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#create()}*/CREATE,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#delete()}*/DELETE,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#checkExists()}*/EXISTS,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#getData()}*/GET_DATA,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#setData()}*/SET_DATA,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#getChildren()}*/CHILDREN,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#sync(String, Object)}*/SYNC,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#getACL()}*/GET_ACL,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#setACL()}*/SET_ACL,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#transaction()}*/TRANSACTION,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#getConfig()}*/GET_CONFIG,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#reconfig()}*/RECONFIG,/*** Corresponds to {@link Watchable#usingWatcher(Watcher)} or {@link Watchable#watched()}*/WATCHED,/*** Corresponds to {@link CuratorFramework#watches()} ()}*/REMOVE_WATCHES,/*** Event sent when client is being closed*/CLOSING
}

代码实现

    @Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {log.info("。。。。。。。。。。。。。容器初始化完毕。。。。。。。。。。。。。。");TimeUnit.SECONDS.sleep(3);log.info("新增节点");// 创建节点client.create()// 如果需要，递归创建节点.creatingParentsIfNeeded()// 指定创建节点类型.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)// 节点路径和数据.forPath("/ahao/test","this is a book".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 睡眠1sTimeUnit.SECONDS.sleep(1);// 异步回调BackgroundCallback callback = new BackgroundCallback() {@Overridepublic void processResult(CuratorFramework client, CuratorEvent event) throws Exception {log.info("时间类型：{}",event.getType());}};// 删除/ahao/test节点client.delete().deletingChildrenIfNeeded().inBackground(callback).forPath("/ahao/test");}

日志输出中可以发现，不再是main线程：

在这里插入图片描述

5. 总结

本篇我们介绍了如何SpringBoot整合Curator客户端，并讲解了部分基本API的使用，有关更高级的用法如分布式锁、事件监听、分布式消息队列等功能将在下篇博客介绍。

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