what that?

Zookeeper在分佈式開發中使用頻繁,但許多框架都對其進行了封裝,初學者可能無法較好的理解其工作原理,該文章演示了使用Zookeeper實現服務註冊,服務發現的簡單demo,希望能達到拋磚引玉的效果;

why need RegisterCenter?

之所以需要訪問註冊和服務發現是因為分佈式系統中,服務之間需要相互調用,但若每個服務自己維護一份依賴的服務信息的話,就顯得很麻煩,且自身維護的數據無法保證其實時性,當依賴的服務信息發生變更時,無法及時獲取更新,解決方案就是引入一個註冊中心,服務提供方將自己的信息寫入到註冊中心,服務使用方從註冊中心來獲取服務信息; 如下圖:

client表示服務使用方,server表示服務提供方

實現的效果: 客戶端可自動發現服務信息,當服務狀態發生變化時(上線,下線,更換地址),客戶端可以及時響應變化,效果如下圖:

效果演示

實現

1. 首先保證Zookeeper以安裝啟動,且可以正常訪問

2. 創建Maven項目並添加Zookeeper的Java客戶端依賴(注意版本號需>3.6)

   				<dependency>
               <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
               <artifactId>zookeeper</artifactId>
               <version>3.6.1</version>
           </dependency>
   

3. 編寫服務提供方

   package com.jerry;
   
   import org.apache.zookeeper.CreateMode;
   import org.apache.zookeeper.KeeperException;
   import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
   import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
   import org.apache.zookeeper.data.ACL;
   
   import java.io.IOException;
   import java.io.InputStream;
   import java.net.*;
   import java.nio.charset.StandardCharsets;
   import java.util.ArrayList;
   import java.util.Enumeration;
   
   import static java.net.InetAddress.getLocalHost;
   
   public class UserService {
   
       public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
           new UserService().serving();
       }
   
       public void serving() throws IOException, KeeperException, InterruptedException {
           //獲取本機ip地址
           String ip = null;
           Enumeration<NetworkInterface> networkInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
           while (networkInterfaces.hasMoreElements()) {
               NetworkInterface ni = (NetworkInterface) networkInterfaces.nextElement();
               Enumeration<InetAddress> nias = ni.getInetAddresses();
               while (nias.hasMoreElements()) {
                   InetAddress ia = (InetAddress) nias.nextElement();
                   if (!ia.isLinkLocalAddress() && !ia.isLoopbackAddress() && ia instanceof Inet4Address) {
                       ip = ia.getHostAddress();
                   }
               }
           }
           int port = 8988;
   
           //啟動服務
           ServerSocket socket = new ServerSocket(port);
           System.out.println("服務器已啟動...");
           //註冊服務
           serverRegister(ip, port);
           //處理請求
           clientHandler(socket);
       }
   
       private void clientHandler(ServerSocket socket) throws IOException {
           while (true) {
               Socket accept = socket.accept();
               InputStream inputStream = accept.getInputStream();
               byte[] barr = new byte[1024];
               while (true) {
                   int size = inputStream.read(barr);
                   if (size == -1) {
                       //System.out.println("客戶端已關閉..");
                       accept.close();
                       break;
                   }
                   String s = new String(barr, 0, size);
                   //輸出客戶端消息
                   System.out.println(accept.getInetAddress().getHostAddress() + ": " + s);
               }
           }
   
       }
   
       private void serverRegister(String ip, int port) throws IOException, KeeperException, InterruptedException {
           //註冊服務
           ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper("10.211.55.4: 2181",3000, null);
           try {
               ArrayList<ACL> acl = new ArrayList<>();
               acl.add(new ACL(31, ZooDefs.Ids.ANYONE_ID_UNSAFE));
               zooKeeper.create("/userServer", (ip + ":" + port).getBytes(StandardCharsets.UTF_8), acl, CreateMode.EPHEMERAL);
               System.out.println("服務發布成功!");
           } catch (KeeperException | InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
               throw e;
           }
       }
   }
   

4. 編寫服務服務使用方

   package com.yyh;
   
   import org.apache.zookeeper.*;
   
   import java.io.IOException;
   import java.io.OutputStream;
   import java.net.InetSocketAddress;
   import java.net.Socket;
   import java.util.Scanner;
   
   public class UserClient implements Watcher {
       String node = "/userServer"; //服務信息所在的節點 服務提供方和服務消費方一致
       private ZooKeeper zooKeeper;
       String server_ip;
       int server_port;
   
       public static void main(String[] args) throws Exception {
           //開始服務監聽
           UserClient userClient = new UserClient();
           userClient.run();
           //當訪問可用時與服務交互
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           while (true){
               System.out.println("輸入要發送的信息(e:退出)");
               String text = scanner.next();
               if (text.equals("e"))System.exit(-1);
               if (userClient.server_ip == null){
                   System.err.println("沒有可用的服務...");
               }else {
                   userClient.sendToServer(text);
               }
           }
       }
       
       private void run() throws Exception {
           //連接zookeeper
           zooKeeper = new ZooKeeper("10.211.55.4:2181", 3000, null);
           //嘗試獲取服務信息
           getServerInfo();
           //添加對服務信息的永久監聽
           zooKeeper.addWatch(node,this,AddWatchMode.PERSISTENT);
       }
   
       //獲取服務信息
       private void getServerInfo()  {
           try {
               byte[] data = zooKeeper.getData(node, false, null);
               String[] infos = new String(data).split(":");
               server_ip = infos[0];
               server_port = Integer.parseInt(infos[1]);
               System.out.println("獲取服務信息成功!");
               System.out.println(server_ip+":"+ server_port);
           } catch (KeeperException e) {
               System.err.println("服務信息不存在! 等待服務上線........");
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   
       //當節點狀態發送變化時將執行該方法(通知處理)
       @Override
       public void process(WatchedEvent event) {
           if (event.getPath().equals(node)) {
               //根據具體邏輯處理不同的事件類型,此處只關心節點的創建刪除和更新
               if (event.getType() == Event.EventType.NodeCreated) {
                   System.err.println("服務上線了");
                   getServerInfo();
               } else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDataChanged) {
                   System.err.println("服務更新了");
                   getServerInfo();
               }else if (event.getType()== Event.EventType.NodeDeleted){
                   server_ip = null;
                   server_port = 0;
                   System.err.println("服務下線了");
               }
           }
       }
   
       public void sendToServer(String text) {
           InetSocketAddress server_address = new InetSocketAddress(server_ip, server_port);
           Socket socket = new Socket();
           try {
               socket.connect(server_address);
               //System.out.println("連接服務器成功!");
               OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
               outputStream.write(text.getBytes());
               System.out.println("消息發送成功!");
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           try {
               socket.close();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   }
   

5. 打包服務端代碼,該步驟可忽略,僅為了測試客戶端正確性, 為了在打包時附帶其全部依賴,此處藉助Spring的打包插件,在pom中添加以下內容:

   		<build>
           <plugins>
               <plugin>
                   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                   <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                   <version>1.5.6.RELEASE</version>
                   <executions>
                       <execution>
                           <goals>
                               <goal>repackage</goal>
                           </goals>
                       </execution>
                   </executions>
               </plugin>
           </plugins>
       </build>
   

   注意:Spring-boot打包插件會自動獲取項目中的主函數,必須保證主函數只有一個,所以需要暫時註釋客戶端的主函數,最後執行maven的package,得到jar包

6. 將jar上傳至虛擬機並運行

   java -jar ZookeeperTest-1.0-SNAPSHOT.jar
   

   若沒有其他問題則客戶端依然可以正常連接服務器發送消息;

以上便是使用Zookeeper實現服務註冊和服務發現的具體步驟,在實際開發中,我們可能還會將提供的服務部署為集群,這時可將集群中的各個服務信息作為子節點註冊到指定節點下,客戶端監聽該節點變化,獲取子節點列表從而獲取到服務列表,還可以在此基礎上加上負載均衡算法實現對服務列表的合理訪問; 如圖:

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