Zookeeper命名服務(wù)|Name Service使用方法

命名服務(wù)(Name Service)也是分布式系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的一類(lèi)場(chǎng)景，是分布式系統(tǒng)最基本的公共服務(wù)之一。在分布式系統(tǒng)中，被命名的實(shí)體通?？梢允羌褐械臋C(jī)器、提供的服務(wù)地址或遠(yuǎn)程對(duì)象等——這些我們都可以統(tǒng)稱它們?yōu)槊?Name)，其中較為常見(jiàn)的就是一些分布式服務(wù)框架(如RPC、RMI)中的服務(wù)地址列表，通過(guò)使用命名服務(wù)，客戶端應(yīng)用能夠根據(jù)指定名字來(lái)獲取資源的實(shí)體、服務(wù)地址和提供者的信息等。

ZooKeeper 提供的命名服務(wù)功能能夠幫助應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)資源引用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的定位與使用。另外，廣義上命名服務(wù)的資源定位都不是真正意義的實(shí)體資源——在分布式環(huán)境中，上層應(yīng)用僅僅需要一個(gè)全局唯一的名字，類(lèi)似于數(shù)據(jù)庫(kù)中的唯一主鍵。

所以接下來(lái)。我們來(lái)看看如何使用ZooKeeper來(lái)實(shí)現(xiàn)一套分布式全局唯一ID的分配機(jī)制所謂ID，就是一個(gè)能夠唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)符。在我們熟悉的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，各個(gè)表都需要一個(gè)主鍵來(lái)唯一標(biāo)識(shí)每條數(shù)據(jù)庫(kù)記錄，這個(gè)主鍵就是這樣的唯一ID。在過(guò)去的單庫(kù)單表型系統(tǒng)中，通?？梢允褂脭?shù)據(jù)庫(kù)字段自帶的auto_increment屬性來(lái)自動(dòng)為每條數(shù)據(jù)庫(kù)記錄生成一個(gè)唯一的ID，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)保證生成的這個(gè)ID在全局唯一。但是隨著數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增大，分庫(kù)分表隨之出現(xiàn)，而auto_increment屬性僅能針對(duì)單一表中的記錄自動(dòng)生成ID，因此在這種情況下，就無(wú)法再依靠數(shù)據(jù)庫(kù)的auto_increment屬性來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一條記錄了。于是，我們必須尋求一種能夠在分布式環(huán)境下生成全局唯一ID的方法。

一說(shuō)起全局唯一 ID，相信大家都會(huì)聯(lián)想到 UUID。沒(méi)錯(cuò)，UUID 是通用唯一識(shí)別碼(Universally Unique Identifier)的簡(jiǎn)稱，是一種在分布式系統(tǒng)中廣泛使用的用于唯一標(biāo)識(shí)元素的標(biāo)準(zhǔn) 確實(shí)，UUID是一個(gè)非常不錯(cuò)的全局唯一ID生成方式，能夠非常簡(jiǎn)便地保證分布式環(huán)境中的唯一性。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 UUID 是一個(gè)包含 32 位字符和 4 個(gè)短線的字符串，例如“e70f1357-f260-46ff-a32d-53a086c57ade”。UUID的優(yōu)勢(shì)自然不必多說(shuō)，我們重點(diǎn)來(lái)看看它的缺陷。

長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)

UUID 最大的問(wèn)題就在于生成的字符串過(guò)長(zhǎng)。顯然，和數(shù)據(jù)庫(kù)中的 INT 類(lèi)型相比，存儲(chǔ)一個(gè)UUID需要花費(fèi)更多的空間。

含義不明

上面我們已經(jīng)看到一個(gè)典型的 UUID 是類(lèi)似于“e70f1357-f260-46ff-a32d-53a086c57ade”的一個(gè)字符串。根據(jù)這個(gè)字符串，開(kāi)發(fā)人員從字面上基本看不出任何其表達(dá)的含義，這將會(huì)大大影響問(wèn)題排查和開(kāi)發(fā)調(diào)試的效率。

所以接下來(lái)，我們結(jié)合一個(gè)分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)來(lái)看看如何使用ZooKeepe來(lái)實(shí)現(xiàn)這類(lèi)全局唯一ID的生成。 之前我們已經(jīng)提到，通過(guò)調(diào)用ZooKeeper節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的API接口可以創(chuàng)建一個(gè)順序節(jié)點(diǎn)，并且在API返回值中會(huì)返回這個(gè)節(jié)點(diǎn)的完整名字。利用這個(gè)特性，我們就可以借助ZooKeeper來(lái)生成全局唯一的ID了，如下圖：

全局唯一ID生成的ZooKeeper節(jié)點(diǎn)示意圖

說(shuō)明，對(duì)于一個(gè)任務(wù)列表的主鍵，使用ZooKeeper生成唯一ID的基本步驟：

所有客戶端都會(huì)根據(jù)自己的任務(wù)類(lèi)型，在指定類(lèi)型的任務(wù)下面通過(guò)調(diào)用create()接口來(lái)創(chuàng)建一個(gè)順序節(jié)點(diǎn)，例如創(chuàng)建“job-”節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建完畢后，create()接口會(huì)返回一個(gè)完整的節(jié)點(diǎn)名，例如“job-0000000003”。

客戶端拿到這個(gè)返回值后，拼接上 type 類(lèi)型，例如“type2-job-0000000003”，這就可以作為一個(gè)全局唯一的ID了。

在ZooKeeper中，每一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都能夠維護(hù)一份子節(jié)點(diǎn)的順序順列，當(dāng)客戶端對(duì)其創(chuàng)建一個(gè)順序子節(jié)點(diǎn)的時(shí)候 ZooKeeper 會(huì)自動(dòng)以后綴的形式在其子節(jié)點(diǎn)上添加一個(gè)序號(hào)，在這個(gè)場(chǎng)景中就是利用了ZooKeeper的這個(gè)特性。


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