一,zookeeper的ZAB协议

1,ZAB概述

ZAB:zookeeper atomic broadcast(zookeeper原子广播协议)
ZAB协议主要包括这个 原子广播崩溃恢复

原子广播
就是说集群的主结点leader用来写,其他follow从结点只用来读。在主结点写完会将数据同步到从结点,只要写入成功的从结点的数量超过一半,那么这个数据就同步成功。这个主结点同步到从结点可能会有一定的延迟,因此这个zookeeper主要是为了保证这个数据的最终一致性,也可以叫为顺序一致性。

崩溃恢复
如果在主结点刚把数据写完,这个主结点挂了,那么这个集群就会重新选举新的leader。选leader的规则就是先比较zxid事务id,再比较这个机器对应的myid,谁大谁被选为leader。

二,ZAB协议流程的源码实现

需要下载zookeeper源码,可以参考上一篇:https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/126673923?spm=1001.2014.3001.5502

1,客户端建立连接

1,先创建一个zookeeper对象

ZooKeeper zooKeeper=new ZooKeeper(...);

这个zookeeper的构造方法可能如下,里面会有很多参数,里面主要是会对创建一个connection的连接。

public ZooKeeper(
        String connectString,
        int sessionTimeout,
        Watcher watcher,
        long sessionId,
        byte[] sessionPasswd,
        boolean canBeReadOnly,
        HostProvider hostProvider,
        ZKClientConfig clientConfig) throws IOException{
    //增加一个监听机制
    validateWatcher(watcher);
    this.clientConfig = clientConfig != null ? clientConfig : new ZKClientConfig();
    ConnectStringParser connectStringParser = new ConnectStringParser(connectString);
    this.hostProvider = hostProvider;
    //建立一个ClientCnxn连接,会和这个服务端建立连接
    cnxn = new ClientCnxn(
    	connectStringParser.getChrootPath(),
    	hostProvider,
    	sessionTimeout,
    	this.clientConfig,
    	watcher,
    	getClientCnxnSocket(),
    	sessionId,
    	sessionPasswd,
    	canBeReadOnly);
    //开始连接
    cnxn.start();
}

2,然后进入这个开始连接的start方法,这个方法里面主要是会去开启两个线程,一个线程主要用来连接服务端,一个线程主要用来响应连接后的事件

public void start() {
    
    sendThread.start();
    eventThread.start();
}

开启这个了线程之后,主要是查看这个线程的run方法。
接下来看第一个 sendThread 线程的run方法,主要如下,用于连接这个服务端,主要是基于nio和netty两种方式实现这个连接。在连接成功之后,会通过这个nio轮询的方式监听里面的读写事件的发生,并对这个事件进行处理

@Override
public void run() {
    while (state.isAlive()) {
		try {
            //如果没有建立连接
        	if (!clientCnxnSocket.isConnected()) {
                onConnecting(serverAddress);
                //建立连接
                startConnect(serverAddress);
            }
           	//在建立连接之后,会通过这个nio监听这个读写事件并处理
            clientCnxnSocket.doTransport(to, pendingQueue, ClientCnxn.this);
        }
    }
}

private void startConnect(InetSocketAddress addr) throws IOException {
    //基于这个nio或者netty两种方式实现,连接这个客户端
    clientCnxnSocket.connect(addr);
}

接下来看第二个线程 eventThread 的run方法,主要是调用一个watcher的一个监听机制

@Override
public void run() {
    while (true) {
        //从阻塞队列里面获取一个事件对象
    	Object event = waitingEvents.take();
        //处理这个事件
        processEvent(event);
    }
}

private void processEvent(Object event) {
    WatcherSetEventPair pair = (WatcherSetEventPair) event;
    //Watcher监听机制,用于事件回调
    watcher.process(pair.event);
}

2,客户端写数据

3,建立连接成功之后,就可以开始写数据的操作,主要是通过这个create的这个方法实现

zooKeeper.create("/myconfig", bytes, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);

这个create的方法具体如下,就是会将这个发送的数据以及存放的路径做一个封装

public String create(
        final String path,
        byte[] data,
        List<ACL> acl,
        CreateMode createMode) throws KeeperException, InterruptedException {
    //会将传进来的数据和路径封装到一个request里面
	request.setData(data);
    request.setFlags(createMode.toFlag());
    request.setPath(serverPath);
    //通过这个连接对象实现这个客户端向服务端发送数据
    ReplyHeader r = cnxn.submitRequest(h, request, response, null);
}

发送数据的具体实现如下,会对这个传来的数据进行一个打包的操作,在数据打包之后,会将这个数据存放到一个阻塞队列里面

public ReplyHeader submitRequest(...){
    //对这个传过来的数据进行一个打包操作
    Packet packet = queuePacket(h,r,request,response,null,null,null,null,
                                watchRegistration,watchDeregistration);
    
    waitForPacketFinish(r, packet);
    
}
public Packet queuePacket(){ 
    synhronized (outgoingQueue) {
    	if (!state.isAlive() || closing) {
        	conLossPacket(packet);
    	} else {
        	if (h.getType() == OpCode.closeSession) {
            	closing = true;
        	}
            //将打包的数据存放到一个阻塞队列里面
        	outgoingQueue.add(packet);
        }
        //唤醒被阻塞的selector,然后向这个管道写入一个数据,
        //这样就可以触发前面的sendThread线程,并触发里面的写事件,将数据写入到服务端
        sendThread.getClientCnxnSocket().packetAdded();
    }
}

最终会通过这个Socket的write写入事件,将这个序列化后的数据存放到buffer里面,然后通过这个SocketChannel的write方法将数据写入到服务端。数据主要是通过这个outgoingQueue队列,以异步的方式将这个信息发送到服务端。

3,服务端接收数据

4,服务端这边主要是在这个 ServerCnxnFactory 类下面的 createFactory 方法里面来构建与客户端的连接,这个服务端接收数据主要是通过主结点和这个客户端进行一个交互

public abstract class ServerCnxnFactory {
    static public ServerCnxnFactory createFactory() throws IOException {
        //这里主要是选择nio的方式或者选择netty的方式建立一个连接
        String serverCnxnFactoryName =
            System.getProperty(ZOOKEEPER_SERVER_CNXN_FACTORY);
        if (serverCnxnFactoryName == null) {
            serverCnxnFactoryName = NIOServerCnxnFactory.class.getName();
        }
        try {
            //然后通过这个反射的方式找到对应的server,如使用的netty连接就会找nettyServer
            ServerCnxnFactory serverCnxnFactory = (ServerCnxnFactory) Class.forName(serverCnxnFactoryName)
                    .getDeclaredConstructor().newInstance();
            
            return serverCnxnFactory;
        } 
    }
}

5,接下来主要查看这个 NettyServerCnxnFactory 类的这个构造方法,底层主要是一些netty的一些实现逻辑。主要用来实现数据的传输

NettyServerCnxnFactory() {
    EventLoopGroup bossGroup = NettyUtils.newNioOrEpollEventLoopGroup(
        NettyUtils.getClientReachableLocalInetAddressCount());
        EventLoopGroup workerGroup = NettyUtils.newNioOrEpollEventLoopGroup();
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap()
        	.group(bossGroup, workerGroup)
        	.channel(NettyUtils.nioOrEpollServerSocketChannel())
        	// parent channel options
        	.option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)
        	// child channels options
        	.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        	.childOption(ChannelOption.SO_LINGER, -1)
        	.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
        	    @Override
        	    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        	        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        	        if (secure) {
        	            initSSL(pipeline, false);
        	        } else if (shouldUsePortUnification) {
        	            initSSL(pipeline, true);
        	        }
        	        pipeline.addLast("servercnxnfactory", channelHandler);
        	    }
        	});
   
   this.bootstrap = configureBootstrapAllocator(bootstrap);
   this.bootstrap.validate();
            
}

6,在建立好连接之后,服务端这边会通过这个channelRead 这个方法来读取通道的信息,就是客户端发过来的信息。

 @Override
 public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
     try {
         if (LOG.isTraceEnabled()) {
             LOG.trace("message received called {}", msg);
         }
         try {
             if (LOG.isDebugEnabled()) {
                 LOG.debug("New message {} from {}", msg, ctx.channel());
             }
             //服务端的连接对象
             NettyServerCnxn cnxn = ctx.channel().attr(CONNECTION_ATTRIBUTE).get();
            if (cnxn == null) {

            } else {
                //处理客户端传过来的数据
                cnxn.processMessage((ByteBuf) msg);
            }
        } catch (Exception ex) {
            LOG.error("Unexpected exception in receive", ex);
            throw ex;
        }
    } finally {
        ReferenceCountUtil.release(msg);
    }
}

//处理这个客户端传过来的数据
void processMessage(ByteBuf buf){
    receiveMessage(buf);
}

7,接下来就是正式的接收这个发送过来的数据,并对这个数据进行处理

private void receiveMessage(ByteBuf message) {
    //读取message,将数据读取到服务端的byteBuffer里面
    message.readBytes(bb);
    //处理这个打包好的数据
    zks.processPacket(this, bb);
}

接下来进入这个processPacket 这个方法,主要是用来解析打包的数据。并且在服务端中,又会将这个数据进行一个打包,封装到一个request的一个阻塞队列里面,最后将这个打包的数据进行提交

public void processPacket(ServerCnxn cnxn, ByteBuffer incomingBuffer) throws IOException {
    //二进制流接收数据
	InputStream bais = new ByteBufferInputStream(incomingBuffer);
    BinaryInputArchive bia = BinaryInputArchive.getArchive(bais);
    //将传送过来的序列化的数据进行一个反序列化
    RequestHeader h = new RequestHeader();
    h.deserialize(bia, "header");
    
    //最后将客户端传过来的数据又封装到一个request的对象里面
    Request si = new Request(cnxn, cnxn.getSessionId(), h.getXid(),
    h.getType(), incomingBuffer, cnxn.getAuthInfo());
    si.setOwner(ServerCnxn.me);
    setLocalSessionFlag(si);
    //提交这个数据
    submitRequest(si);
}

4,服务端主结点处理数据

8,就是进入上面的这个 submitRequest 的提交数据的这个方法,里面主要是通过一个processRequest的这个方法来进行处理这些数据

public void submitRequest(Request si) {
    firstProcessor.processRequest(si);
}

9,这个firstProcessor的处理器主要是在 LeaderZooKeeperServer 类下面的这个 setupRequestProcessors 的这个方法初始化的。服务端这边主要会初始化这个Processor的一个链条,底层主要是通过这个责任链的方式实现。责任链主要是为了分工合作,模块解耦

@Override
protected void setupRequestProcessors() {
    RequestProcessor finalProcessor = new FinalRequestProcessor(this);
    //将上一个processor放入下一个processor,开始构建一个责任链的一个链条
    RequestProcessor toBeAppliedProcessor = new Leader.ToBeAppliedRequestProcessor(finalProcessor, getLeader());
	commitProcessor = new CommitProcessor(toBeAppliedProcessor,
	        Long.toString(getServerId()), false,
	        getZooKeeperServerListener());
	commitProcessor.start();
	ProposalRequestProcessor proposalProcessor = new ProposalRequestProcessor(this,
	        commitProcessor);
	proposalProcessor.initialize();
	prepRequestProcessor = new PrepRequestProcessor(this, proposalProcessor);
	//获取队列的数据,并对数据进行读取
	prepRequestProcessor.start();
	firstProcessor = new LeaderRequestProcessor(this, prepRequestProcessor);
	setupContainerManager();
}

这个链条如下
在这里插入图片描述

10,在执行这个链条的过程中,会通过这个prepRequestProcessor这个线程来读取加在服务端队列的里面的消息,接下来主要就是查看这个线程里面的run方法。这个结点其主要是为了填充这个zxid,就是事务id

@Override
public void run() {
    try{
        Request request = submittedRequests.take();
        //通过这个方法进行最终的处理
        pRequest(request);
    }
}

在这个pRequest方法里面,会比较之前客户端传过来的命令,比如说create,delete命令等,那么服务端就会执行具体的操作。

protected void pRequest(Request request) throws RequestProcessorException {
    try {
    	switch (request.type) {
    	case OpCode.createContainer:
    	case OpCode.create:
    	case OpCode.create2:
    	    CreateRequest create2Request = new CreateRequest();
            //创建命令的具体逻辑
    	    pRequest2Txn(request.type, zks.getNextZxid(), request, create2Request, true);
	        break;
	    case OpCode.createTTL:
	        CreateTTLRequest createTtlRequest = new CreateTTLRequest();
            pRequest2Txn(request.type, zks.getNextZxid(), request, createTtlRequest, true);
                break;
        case OpCode.deleteContainer:
        case OpCode.delete:
            DeleteRequest deleteRequest = new DeleteRequest();
            pRequest2Txn(request.type, zks.getNextZxid(), request, deleteRequest, true);
            	break;
        case OpCode.setData:
            SetDataRequest setDataRequest = new SetDataRequest();                
            pRequest2Txn(request.type, zks.getNextZxid(), request, setDataRequest, true);
                break;
        ...
}

接下来就是主要查看一下这个创建命令,主要是通过这个 pRequest2Txn 方法实现,并且里面的这个参数zxid,是一个automic的一个原子类型,不存在这个线程安全问题。获取的命令越新,那么这个zxid的值就越大。 每从这个内存队列里面获取一条消息,那么这个zxid的值就会加1

protected void pRequest2Txn(int type, long zxid, Request request,
                            Record record, boolean deserialize)
    throws KeeperException, IOException, RequestProcessorException{
    //将这个zxid填充回request
    request.zxid = zks.getZxid();
    //由下一个process处理
    nextProcessor.processRequest(request);
}

5,主结点同步数据到从结点(ZAB协议)

在这里插入图片描述

5.1,发送这个propose(第一阶段)

11,完成了这个链条中的第二个环节之后,就进入第三个环节,即ProposalRequestProcessor的这个结点。这一环节只要是为了同步数据到从结点,并且将数据同步到从结点之后,会将这个数据在本地磁盘里面保存一份

public class ProposalRequestProcessor implements RequestProcessor {
    //主要是会走这个方法
	public void processRequest(Request request) throws RequestProcessorException {
        nextProcessor.processRequest(request);
        //propose处理这个request
        zks.getLeader().propose(request);
        //将数据写入到本地磁盘
        syncProcessor.processRequest(request);
    }
}

接下来查看这个propose方法,会对主结点中的数据进行一个预处理,并将数据发送给全部的从结点

public Proposal propose(Request request) throws XidRolloverException {
    //序列化
    byte[] data = SerializeUtils.serializeRequest(request);
    proposalStats.setLastBufferSize(data.length);
    //对数据进行打包,里面会有几种数据类型,如ping,ack等
    QuorumPacket pp = new QuorumPacket(Leader.PROPOSAL, request.zxid, data, null);
    //将这些数据全部发送出去
    sendPacket(pp);
}

这个sendPacket方法,就是会轮询的将数据发送给所有的这个follow从结点

void sendPacket(QuorumPacket qp) {
    synchronized (forwardingFollowers) {
    	//循环发送
        for (LearnerHandler f : forwardingFollowers) {
            f.queuePacket(qp);
        }
    }
}

数据发送完同时也会将数据存放在这个本地磁盘里面,主要是通过这个SyncRequestProcessor 类里面的这个processRequest线程实现,主要查看这个线程的run方法。就是leader主结点将数据存在本地磁盘

@Override
public void run() {
    //将一些数据初始化到磁盘上面
    zks.getZKDatabase().rollLog();
    //调用一个flush方法,主要用于写日志文件
    //主要是写一些事物文件和快照文件
    flush(toFlush);
}

5.2,Ack确认机制

12,主要是通过这个 AckRequestProcessor 类实现,里面有一个processRequest的这个方法,就是首先这个leader会先给自己发一个ack,这样在后面统计这个只有从结点的响应的ack的同时,还需要加上这个主结点的ack。

public void processRequest(Request request) {
    QuorumPeer self = leader.self;
    if(self != null)
        leader.processAck(self.getId(), request.zxid, null);
    else
        LOG.error("Null QuorumPeer");
}

通过这个processAck 方法可以知道,最终会将这个结点的sid存到主结点的一个hashset的一个集合里面。

//将这台机器的sid存在这个hashset里面
p.addAck(sid);
//尝试判断这个票数是否大于一半,大于一半则提交
boolean hasCommitted = tryToCommit(p, zxid, followerAddr);

13,主结点会给所有的从结点发送数据,会和这些从结点建立nio的一个连接,然后通过这个 LearnerHandler 类来发送这个消息。这个类继承了一个线程类,那么主要看这个类的run方法

public class LearnerHandler extends ZooKeeperThread {
    @Override
	public void run() {
    	//会开始发送这个数据包
    	startSendingPackets();
	}
    
    private void startSendingPackets() throws InterruptedException {
        public void run() {
   		        try {
                    //开始发送数据包
   		            sendPackets();
   		        } catch (InterruptedException e) {
   		            LOG.warn("Unexpected interruption " + e.getMessage());
   		        }
   		    }
   		}.start();
    }
	
	private void sendPackets() throws InterruptedException {
        QuorumPacket p;
        //从队列中获取数据
    	p = queuedPackets.poll();
        //通过bio的方式,将序列化的数据写入到从结点
        oa.writeRecord(p, "packet");
    }
}

14,主结点将消息发送到这个从结点之后,在这个Follow的这个类里面,通过这个followLeader方法来读取主结点的发过来的消息,同时也会将这个数据存储在这个本地磁盘里面

public class Follower extends Learner{
    void followLeader() throws InterruptedException {
    	while (this.isRunning()) {
        	//读取传过来的数据
        	readPacket(qp);
        	//处理这个packet的这个数据包
        	processPacket(qp);
    	}
	}
}


从结点处理主结点发送的这个数据包的具体实现如下

//处理这个数据包的过程如下
protected void processPacket(QuorumPacket qp) throws Exception{
    case Leader.PING: ping(qp); break;
    //将传过来的数据写入到磁盘
    case Leader.PROPOSAL: fzk.logRequest(hdr, txn); break;
    case Leader.COMMIT: fzk.commit(qp.getZxid()); break;
    ...
}

15,从结点在处理完数据之后,会通过这个 SendAckRequestProcessor 类里面的 processRequest 方法来给这个主结点返回一个ack

public class SendAckRequestProcessor implements RequestProcessor, Flushable {
    public void processRequest(Request si) {
        //构建一个返回一个ACK的一个数据包
    	QuorumPacket qp = new QuorumPacket(Leader.ACK, si.getHdr().getZxid(), null,null);
        //将数据写入,通过这个bio的连接,将数据写会给这个主结点
        learner.writePacket(qp, false);
	}
}

16,从结点同步完数据之后,会返回一个ack的一个确认机制,主结点主要是 LearnerHandler 线程类的run方法里面实现,里面有一个while循环一直接收这个从结点发的消息。类型为ack时会和之前的流程一样,将这个从结点的sid存放在一个hashset的一个集合里面,最后会去尝试这个commit提交,大于一半就会提交

public class LearnerHandler extends ZooKeeperThread {
    @Override
	public void run() {
        while (true) {
            //leader获取数据
        	qp = new QuorumPacket();
        	ia.readRecord(qp, "packet");
            //获取数据的类型
            switch (qp.getType()) {
                //这个ack会走和主结点ack一样的流程
                case Leader.ACK: ...; break; 
                case Leader.PING: ...; break;
                case Leader.REVALIDATE: ...; break;
                case Leader.REQUEST: ...; break;
            }
        }
    }
}

5.3,commit提交(第二阶段)

17,在主结点获取到这个ack之后,都会有一个尝试commit的提交操作,如果这个票数过半,那么就会走这个正式的commit的提交操作。就是说leader会再发起一个请求,告诉这些从结点也可以进行数据的提交,就是将之前存在日志里面的数据加载到内存里面,那么其他客户端来查询就可以从这个从结点里面查出这个数据。从结点数据提交之后,这个主结点的数据也会提交。

synchronized public boolean tryToCommit(Proposal p, long zxid, SocketAddress followerAddr) {
    commit(zxid);
    inform(p);
    //从结点提交之后,主结点这边也会进行一个提交
    zk.commitProcessor.commit(p.request);
}

然后主要查看这个commit 方法

public void commit(long zxid) {
    synchronized(this){
        lastCommitted = zxid;
    }
    //又会构建一个数据包,这个类型是COMMIT类型,同时返回一个zxid
    QuorumPacket qp = new QuorumPacket(Leader.COMMIT, zxid, null, null);
    //轮询的方式发送给所有的从结点,
    sendPacket(qp);
}

void sendPacket(QuorumPacket qp) {
    //轮询的方式发送
    synchronized (forwardingFollowers) {
        for (LearnerHandler f : forwardingFollowers) {
            f.queuePacket(qp);
        }
    }
}

再查看这个inform 方法,可以发现这个数据也会同步给Observer的结点

public void inform(Proposal proposal) {
    QuorumPacket qp = new QuorumPacket(Leader.INFORM, proposal.request.zxid,
                                        proposal.packet.getData(), null);
    sendObserverPacket(qp);
}

在从结点提交完数据之后,主结点也会提交数据,就是将存在磁盘里面的数据加载到内存里面

protected void processCommitted() {
	Request request;
    //从队列中获取消息
    request = committedRequests.poll();
    Request pending = nextPending.get();
    sendToNextProcessor(pending);
}

6,服务端走完最后两个链条结点

18,接下来进入链条的倒数第二个结点ToBeAppliedRequestProcessor

static class ToBeAppliedRequestProcessor implements RequestProcessor{
    public void processRequest(Request request) throws RequestProcessorException {
        //责任链模式,直接进入下一个request
        next.processRequest(request);
    }
}

19,那么直接进入责任链里面的最后一个节点 FinalRequestProcessor

public class FinalRequestProcessor implements RequestProcessor {
    public void processRequest(Request request) {
        //处理事务
        rc = zks.processTxn(request);
    }
}

接下来可以查看这个processTxn的这个方法,就是将这个内存中的数据存储到对应的树形结构里面

private ProcessTxnResult processTxn(Request request, TxnHeader hdr,Record txn) {
    rc = getZKDatabase().processTxn(hdr, txn);
}

public ProcessTxnResult processTxn(TxnHeader hdr, Record txn) {
    //将结果加入到zookeeper的树形结构中
    return dataTree.processTxn(hdr, txn);
}

7,服务端给客户端反馈

20,依旧是在这个责任链模式的最后一个结点FinalRequestProcessor,里面会有一个服务端给客户端的响应。就是告知客户端这条命令执行是否成功失败

public class FinalRequestProcessor implements RequestProcessor {
    public void processRequest(Request request) {
        //给客户端响应
        cnxn.sendResponse(hdr, rsp, "response");
    }
}

然后就是查看这个sendResponse方法,

public void sendResponse(ReplyHeader h, Record r, String tag) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    //对数据进行序列化
    BinaryOutputArchive bos = BinaryOutputArchive.getArchive(baos);
    try {
        baos.write(fourBytes);
        bos.writeRecord(h, "header");
        if (r != null) {
            bos.writeRecord(r, tag);
        }
        baos.close();
    } catch (IOException e) {
        LOG.error("Error serializing response");
    }
    byte b[] = baos.toByteArray();
    serverStats().updateClientResponseSize(b.length - 4);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(b);
    bb.putInt(b.length - 4).rewind();
    //以流的方式发送
    sendBuffer(bb);
}

在看这个sendBuffer方法,将封装给客户端的数据返回

@Override
public void sendBuffer(ByteBuffer sendBuffer) {
    if (sendBuffer == ServerCnxnFactory.closeConn) {
        close();
        return;
    }
    channel.writeAndFlush(Unpooled.wrappedBuffer(sendBuffer)).addListener(
        onSendBufferDoneListener);
}

8,客户端接收反馈

21,由于这个客户端和这个服务一开始就建立了这个nio连接或者netty连接,因此在服务端给客户端发送这个数据的时候,客户端这边也可以立马收到响应。
依旧是在这个ClientCnxn类里面,找到这个这个客户端的doTransport方法,就是会去处理对应的事件

public class ClientCnxn {
    clientCnxnSocket.doTransport(to, pendingQueue, ClientCnxn.this);
}

在nio的这个doTransport方法里面,会去判断这个事件的读写

@Override
void doTransport(int waitTimeOut, List<Packet> pendingQueue, ClientCnxn cnxn) throws IOException, InterruptedException {
    //判断是读事件开始写事件
	if ((k.readyOps() & (SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE)) != 0) {
		doIO(pendingQueue, cnxn);
	}
}

22,客户端这边主要是通过这个doIO方法来读取这个io流的数据

@Override
void doIO(int waitTimeOut, List<Packet> pendingQueue, ClientCnxn cnxn) throws IOException, InterruptedException {
    //读取这个io
    sendThread.readResponse(incomingBuffer);
}

void readResponse(ByteBuffer incomingBuffer) throws IOException {
    //客户端这边会有一个watcher的监听器
    WatchedEvent we = new WatchedEvent(event);
    //会将这个事件加入到队列中
    eventThread.queueEvent( we );
}

接下来查看这个重点的queueEvent方法,就是会将这个事件加入到一个阻塞队列里面。在zookeeper客户端启动的时候,就会创建两个线程,一个就是用于监听机制的eventThread线程,监听的事件就是现在加入的事件。

private void queueEvent(WatchedEvent event,Set<Watcher> materializedWatchers) {
    WatcherSetEventPair pair = new WatcherSetEventPair(watchers, event);
    waitingEvents.add(pair);
}

三,总结

1,ZAB的消息广播总结

一个zookeeper的原子消息的协议,主要通过两阶段提交的方式实现:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1aBk7lSO-1662303515595)(C:\Users\HULOUBO\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1662298047795.png)]
1,在第一阶段,首先zookeeper的客户端和这个服务端的leader主结点会通过nio或者netty的方式建立连接,然后客户端可以向这个主结点里面发送数据。

2,主结点接收到数据之后,leader主结点会向这个从结点发送一个proposal的一个命令,并且会以轮询的方式发给所有从结点,同时会将这个data数据和事务id一起发送给从结点

3,主结点发送完这个命令之后,leader主结点会同步将数据存在本地磁盘里面,并且给自己投一个ack的票

4,从结点将主结点发来的数据会先存储在本地磁盘,并且给主结点返回一个ack

5,主结点会去统计这个ack的票数,就是从结点所返回的ack和自己投票的ack

6,在第二阶段,如果ack的票数大于一半,那么主结点就会给从结点发送一个commit提交命令

7,在从结点里面的数据一开始是存储在磁盘的,在接收到这个commit命令之后,会将数据存储到内存

8,主结点也会将存储在磁盘的数据加入这个内存里面

9,主结点最后会给客户端一个数据变动的Event事件,并给这个客户端返回一个命令操作的结果

2,zookeeper的脑分裂问题

就是说在一段很短的时间内,这个网络不稳定或者说这个出现这个断网的现象,那么可能造成leader和follow无法通信的情况,那么的从结点就会认为这个主结点可能挂了,因此集群的从结点就会重新进行一个主结点的选举,在短时间内,这个之前的主结点又恢复了,那么此时会有两个这个主结点,就是造成了这个脑裂问题,这样就会有大量的数据丢失。

解决答案 :就是通过这个zab解决。就是说在如果出现脑分裂,那么就会有两个主结点,其中后面这个新选举的主结点会有从结点,而这个出现网络故障的主结点没有这个从结点。根据这个两阶段提交,如果外面有数据写进来,会先写到磁盘里面,此时两个主结点磁盘都有数据,但是需要通过投票机制,超过一半的投票才能将数据提交到内存里面,这个没有从结点的主结点获取的ack票数不能超过一半,那么就不能触发commit提交,那么就不能将数据加载到内存,就不会出现这个数据丢失的情况。

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