Zookeeper

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Zookeeper API

ZooKeeper有一个用于Java和C的官方API绑定.Zookeeper社区为大多数语言(.NET，python等)提供非官方API。 使用ZooKeeper API，应用程序可以连接，交互，操作数据，协调，最后断开与ZooKeeper集合。

ZooKeeper API具有丰富的功能，以一种简单和安全的方式获得ZooKeeper集合的所有功能。 ZooKeeper API提供同步和异步方法。

ZooKeeper合奏和ZooKeeper API在每个方面完全互补，它以一种伟大的方式对开发人员有利。 让我们在本章讨论Java绑定。

ZooKeeper API的基础知识

与ZooKeeper集合的应用程序交互称为 ZooKeeper客户端或简称客户端。

Znode是ZooKeeper集合的核心组件，ZooKeeper API提供了一组小集合来使用ZooKeeper集合来操纵znode的所有细节。

客户端应该遵循以下给出的步骤来与ZooKeeper集合进行清晰和干净的交互。

  • 连接到ZooKeeper合奏。 ZooKeeper集合为客户端分配会话ID。

  • 定期向服务器发送心跳。 否则，ZooKeeper集合将过期会话ID，客户端需要重新连接。

  • 只要会话ID处于活动状态，就可以获取/设置znode。

  • 所有任务完成后，断开与ZooKeeper集成的连接。 如果客户端长时间不活动，则ZooKeeper集合将自动断开客户端。

Java绑定

让我们来了解本章中最重要的一组ZooKeeper API。 ZooKeeper API的中心部分是 ZooKeeper类。 它提供了在其构造函数中连接ZooKeeper集合的选项，并具有以下方法 -

  • connect - 连接到ZooKeeper集合

  • create- 创建znode

  • exists- 检查znode是否存在及其信息

  • getData - 从特定znode获取数据

  • setData - 在特定znode中设置数据

  • getChildren - 获取特定znode中的所有子节点

  • delete - 获取特定的znode及其所有子项

  • close - 关闭连接

连接到ZooKeeper合奏

ZooKeeper类通过其构造函数提供连接功能。 构造函数的签名如下 :

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ZooKeeper(String connectionString, int sessionTimeout, Watcher watcher)

  • connectionString - ZooKeeper集成主机。

  • sessionTimeout - 会话超时(以毫秒为单位)。

  • watcher - 实现“观察者"界面的对象。 ZooKeeper集合通过观察者对象返回连接状态。

让我们创建一个新的帮助类 ZooKeeperConnection ，并添加一个方法 connect 。 connect 方法创建一个ZooKeeper对象，连接到ZooKeeper集合，然后返回对象。

这里 CountDownLatch 用于停止(等待)主进程，直到客户端与ZooKeeper集合连接。

这里 CountDownLatch 用于停止(等待)主进程，直到客户端与ZooKeeper集合连接。...

这里是与ZooKeeper集合连接的完整代码。

编码:ZooKeeperConnection.java

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// import java classes
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
// import zookeeper classes
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.AsyncCallback.StatCallback;
import org.apache.zookeeper.KeeperException.Code;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
public class ZooKeeperConnection {
// declare zookeeper instance to access ZooKeeper ensemble
private ZooKeeper zoo;
final CountDownLatch connectedSignal = new CountDownLatch(1);
// Method to connect zookeeper ensemble.
public ZooKeeper connect(String host) throws IOException,InterruptedException {
zoo = new ZooKeeper(host,5000,new Watcher() {
public void process(WatchedEvent we) {
if (we.getState() == KeeperState.SyncConnected) {
connectedSignal.countDown();
}
}
});
connectedSignal.await();
return zoo;
}
// Method to disconnect from zookeeper server
public void close() throws InterruptedException {
zoo.close();
}
}

保存上面的代码，它将在下一节中用于连接ZooKeeper集合。

创建Znode

ZooKeeper类提供创建方法在ZooKeeper集合中创建一个新的znode。 create 方法的签名如下 -

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create(String path, byte[] data, List<ACL> acl, CreateMode createMode)
路径 - Znode路径。 例如，/ myapp1，/ myapp2，/ myapp1 / mydata1，myapp2 / mydata1 / myanothersubdata

  • data - 要存储在指定znode路径中的数据

  • acl - 要创建的节点的访问控制列表。 ZooKeeper API提供了一个静态接口 ZooDefs.Ids 来获取一些基本的acl列表。 例如，ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE返回打开znode的acl列表。

  • createMode - 节点的类型，短暂，顺序或两者。 这是一个枚举。

让我们创建一个新的Java应用程序来检查ZooKeeper API的 create 功能。 创建文件 ZKCreate.java 。 在main方法中，创建一个类型为ZooKeeperConnection 的对象，并调用 connect 方法连接到ZooKeeper集合。

connect方法将返回ZooKeeper对象 zk 。 现在，请使用自定义路径和数据调用 zk 对象的 create 方法。

创建znode的完整程序代码如下 -

编码:ZKCreate.java

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import java.io.IOException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
public class ZKCreate {
// create static instance for zookeeper class.
private static ZooKeeper zk;
// create static instance for ZooKeeperConnection class.
private static ZooKeeperConnection conn;
// Method to create znode in zookeeper ensemble
public static void create(String path, byte[] data) throws
KeeperException,InterruptedException {
zk.create(path, data, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,
CreateMode.PERSISTENT);
}
public static void main(String[] args) {
// znode path
String path = "/MyFirstZnode"; // Assign path to znode
// data in byte array
byte[] data = "My first zookeeper app".getBytes(); // Declare data
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
create(path, data); // Create the data to the specified path
conn.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage()); //Catch error message
}
}
}
一旦编译和执行应用程序，将在ZooKeeper集合中创建具有指定数据的znode。 您可以使用ZooKeeper CLI zkCli.sh 进行检查。
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cd /path/to/zookeeper
bin/zkCli.sh
>>> get /MyFirstZnode

存在 - 检查Znode的存在

ZooKeeper类提供了 exists方法来检查znode的存在。 如果指定的znode存在，则返回znode的元数据。 存在方法的签名如下

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exists(String path, boolean watcher)
path- Znode路径

  • watcher - 布尔值，用于指定是否观看指定的znode

让我们创建一个新的Java应用程序来检查ZooKeeper API的“exists"功能。 创建文件“ZKExists.java"。 在main方法中，使用“ZooKeeperConnection"对象创建ZooKeeper对象“zk" 然后，使用自定义“path"调用“zk"对象的“exists" 完整的列表如下 -

编码:ZKExists.java

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import java.io.IOException;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
public class ZKExists {
private static ZooKeeper zk;
private static ZooKeeperConnection conn;
// Method to check existence of znode and its status, if znode is available.
public static Stat znode_exists(String path) throws
KeeperException,InterruptedException {
return zk.exists(path, true);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,KeeperException {
String path = "/MyFirstZnode"; // Assign znode to the specified path
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
Stat stat = znode_exists(path); // Stat checks the path of the znode
if(stat != null) {
System.out.println("Node exists and the node version is " +
stat.getVersion());
} else {
System.out.println("Node does not exists");
}
} catch(Exception e) {
System.out.println(e.getMessage()); // Catches error messages
}
}
}
一旦编译和执行应用程序，您将获得以下输出。 
Node exists and the node version is 1.

getData方法

ZooKeeper类提供 getData 方法来获取指定znode中附加的数据及其状态。 getData 方法的签名如下

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getData(String path, Watcher watcher, Stat stat)

  • path - Znode路径。

  • watcher - 类型观察者的回调函数。 当指定的znode的数据改变时，ZooKeeper集合将通过Watcher回调通知。 这是一次性通知。

  • stat - 返回znode的元数据。

让我们创建一个新的Java应用程序来了解ZooKeeper API的 getData 功能。 创建文件 ZKGetData.java 。 在main方法中，使用他ZooKeeperConnection 对象创建一个ZooKeeper对象 zk 。 然后，使用自定义路径调用zk对象的 getData 方法。

下面是从指定节点获取数据的完整程序代码 -

编码:ZKGetData.java

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import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
public class ZKGetData {
private static ZooKeeper zk;
private static ZooKeeperConnection conn;
public static Stat znode_exists(String path) throws
KeeperException,InterruptedException {
return zk.exists(path,true);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, KeeperException {
String path = "/MyFirstZnode";
final CountDownLatch connectedSignal = new CountDownLatch(1);
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
Stat stat = znode_exists(path);
if(stat != null) {
byte[] b = zk.getData(path, new Watcher() {
public void process(WatchedEvent we) {
if (we.getType() == Event.EventType.None) {
switch(we.getState()) {
case Expired:
connectedSignal.countDown();
break;
}
} else {
String path = "/MyFirstZnode";
try {
byte[] bn = zk.getData(path,
false, null);
String data = new String(bn,
"UTF-8");
System.out.println(data);
connectedSignal.countDown();
} catch(Exception ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
}
}
}, null);
String data = new String(b, "UTF-8");
System.out.println(data);
connectedSignal.await();
} else {
System.out.println("Node does not exists");
}
} catch(Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
一旦编译和执行应用程序，您将获得以下输出 
My first zookeeper app

应用程序将等待ZooKeeper集合的进一步通知。 使用ZooKeeper CLI zkCli.sh 更改指定znode的数据。

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cd /path/to/zookeeper
bin/zkCli.sh
>>> set /MyFirstZnode Hello

现在，应用程序将打印以下输出并退出。 

Hello

setData方法

ZooKeeper类提供 setData 方法来修改指定znode中附加的数据。 setData 方法的签名如下 :

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setData(String path, byte[] data, int version)

  • path- Znode路径

  • data - 要存储在指定znode路径中的数据。

  • version- znode的当前版本。 每当数据更改时，ZooKeeper会更新znode的版本号。

现在让我们创建一个新的Java应用程序来了解ZooKeeper API的 setData 功能。 创建文件 ZKSetData.java 。 在main方法中，使用ZooKeeperConnection 对象创建一个ZooKeeper对象 zk 。 然后，使用指定的路径，新数据和节点版本调用 zk 对象的 setData 方法。

这里是完整的程序代码来修改附加在指定znode中的数据。

代码:ZKSetData.java

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import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import java.io.IOException;
public class ZKSetData {
private static ZooKeeper zk;
private static ZooKeeperConnection conn;
// Method to update the data in a znode. Similar to getData but without watcher.
public static void update(String path, byte[] data) throws
KeeperException,InterruptedException {
zk.setData(path, data, zk.exists(path,true).getVersion());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,KeeperException {
String path= "/MyFirstZnode";
byte[] data = "Success".getBytes(); //Assign data which is to be updated.
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
update(path, data); // Update znode data to the specified path
} catch(Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
一旦应用程序被编译和执行，指定的znode的数据将被改变，并且可以使用ZooKeeper CLI， zkCli.sh 进行检查。
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cd /path/to/zookeeper
bin/zkCli.sh
>>> get /MyFirstZnode
getChildren方法

ZooKeeper类提供 getChildren 方法来获取特定znode的所有子节点。 getChildren 方法的签名如下 

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getChildren(String path, Watcher watcher)

path - Znode路径。

  • watcher - 类型为“Watcher"的回调函数。 当指定的znode被删除或znode下的子节点被创建/删除时，ZooKeeper集合将通知。 这是一次性通知。

编码:ZKGetChildren.java

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import java.io.IOException;
import java.util.*;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
public class ZKGetChildren {
private static ZooKeeper zk;
private static ZooKeeperConnection conn;
// Method to check existence of znode and its status, if znode is available.
public static Stat znode_exists(String path) throws
KeeperException,InterruptedException {
return zk.exists(path,true);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,KeeperException {
String path = "/MyFirstZnode"; // Assign path to the znode
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
Stat stat = znode_exists(path); // Stat checks the path
if(stat!= null) {
//“getChildren" method- get all the children of znode.It has two
args, path and watch
List <String> children = zk.getChildren(path, false);
for(int i = 0; i < children.size(); i++)
System.out.println(children.get(i)); //Print children's
} else {
System.out.println("Node does not exists");
}
} catch(Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
在运行程序之前，让我们使用ZooKeeper CLI zkCli.sh 为 / MyFirstZnode 创建两个子节点。



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cd /path/to/zookeeper
bin/zkCli.sh
>>> create /MyFirstZnode/myfirstsubnode Hi
>>> create /MyFirstZnode/mysecondsubmode Hi
现在，编译和运行程序将输出上面创建的znode。 


myfirstsubnode
mysecondsubnode

删除Znode

ZooKeeper类提供了 delete 方法来删除指定的znode。 删除方法的签名如下

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delete(String path, int version)

  • path - Znode路径。

  • version - znode的当前版本。

让我们创建一个新的Java应用程序来了解ZooKeeper API的 delete 功能。 创建文件 ZKDelete.java 。 在main方法中，使用ZooKeeperConnection 对象创建一个ZooKeeper对象 zk 。 然后，使用指定的路径和版本号调用 zk 对象的 delete

删除znode的完整程序代码如下 

编码:ZKDelete.java

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import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
public class ZKDelete {
private static ZooKeeper zk;
private static ZooKeeperConnection conn;
// Method to check existence of znode and its status, if znode is available.
public static void delete(String path) throws KeeperException,InterruptedException {
zk.delete(path,zk.exists(path,true).getVersion());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,KeeperException {
String path = "/MyFirstZnode"; //Assign path to the znode
try {
conn = new ZooKeeperConnection();
zk = conn.connect("localhost");
delete(path); //delete the node with the specified path
} catch(Exception e) {
System.out.println(e.getMessage()); // catches error messages
}
}
}

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