分布式化網(wǎng)站遇到的典型問題

發(fā)布：2018-11-28 15:43:08 瀏覽：5020

在大型分布式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，Session問題是典型的分布式化過程中會遇到的難題。因為Session數(shù)據(jù)必須在服務端的機器中共享，并要保證狀態(tài)的一致性。

ZooKeeper是一個分布式的，開放源碼的分布式應用程序協(xié)調(diào)服務，它是一個為分布式應用提供一~致性服務的軟件，所提供的功能包括:配置維護、域名服務、分布式同步、組服務等。下面我們介紹一下典型的分布式環(huán)境下遇到的一些典型問題的解決辦法。

1.集群管理(GroupMembership)

ZooKeeper能夠很容易地實現(xiàn)集群管理的功能，如圖1.15所示。如果多臺Server組成一個服務集群，那么必須有一個“總管”知道當前集群中每臺機器的服務狀態(tài)，一旦有機器不能提供服務，就必須知會集群中的其他集群，并重新分配服務策略。同樣，當集群的服務能力增加時，就會增加一臺或多臺Server，這些也必須讓“總管”知道。

Zo0Keeper不僅能夠維護當前集群中機器的服務狀態(tài)，而且能夠選出一個“總管”，讓“總管”來管理集群一這就是ZookeeperI的另一個功能LeaderElection。

它的實現(xiàn)方式是在Zookeeper上創(chuàng)建一個EPHEMERAL類型的目錄節(jié)點，然后每個Server在它們創(chuàng)建目錄節(jié)點的父目錄節(jié)點上調(diào)用getchildrenfStringpath，Booleanwatch)方法并設置watch為true。由于是EPHEMERAL目錄節(jié)點，當創(chuàng)建它的Server死去時，這個目錄節(jié)點也隨之被刪除，所以Children將會變化；這時getChildren上的Watch將會被調(diào)用，通知其他Server某臺Server已死了。新增Server也是同樣的原理。

那么，Z0Keeper如何實現(xiàn)LeaderElection，也就是選出一個MasterServer呢?和前面的一樣，每臺Server創(chuàng)建一個EPHIEMERAL目錄節(jié)點，不同的是它還是一個SEQUENTIAL目錄節(jié)點，所以它是個EPHEMERALSEQUENTIAL目錄節(jié)點。之所以它是EPHEMERALSEQUENTIAL目錄節(jié)點，是因為我們可以給每臺Serverg編號。

我們可以選擇當前最小編號的Server為Master，假如這個最小編號的Server死去，由于它是EPHEMERAL節(jié)點，死去的Server對應的節(jié)點也被刪除，所以在當前的節(jié)點列表中又出現(xiàn)一個最小編號的節(jié)點，我們就選擇這個節(jié)點為當前Master。這樣就實現(xiàn)了動態(tài)選擇Master，避免傳統(tǒng)上單Master容易出現(xiàn)的單點故障問題。

2.共享鎖(Locks)

在同一個進程中，共享鎖很容易實現(xiàn)，但是在跨進程或者不同Server的情況下就不好實現(xiàn)了。然而Zookeeper能很容易地實現(xiàn)這個功能，它的實現(xiàn)方式也是通過獲得鎖的Server創(chuàng)建一個EPHEMERALSEQUENTIAL目錄節(jié)點，再通過調(diào)用getchildren方法，查詢當前的目錄節(jié)點列表中最小的目錄節(jié)點是否是自己創(chuàng)建的目錄節(jié)點，如果是自己創(chuàng)建的，那么它就獲得了這個鎖；如果不是，那么它就調(diào)用exists(Stringpath，Booleanwatch)方法，并監(jiān)控Zookeeper上目錄節(jié)點列表的變化，直到使自己創(chuàng)建的節(jié)點是列表中最小編號的目錄節(jié)點，從而獲得鎖。釋放鎖很簡單，只要刪除前面它自己所創(chuàng)建的目錄節(jié)點即可。

3.隊列管理

Keener可以外理以下兩種型的隊列

其一，同步隊列。即當一個隊列的成員都聚齊時，這個隊列才可用，否則一直等待所有成員到達。

其二，隊列按照FIFO方式進行入隊和出隊操作，例如實現(xiàn)生產(chǎn)者和消費者模型。用Zo0Keeper實現(xiàn)同步隊列的實現(xiàn)思路如下。

創(chuàng)建一個父目錄/synchronizing，每個成員都監(jiān)控標志(SetWatch)位目錄/synchronizing/start是否存在，然后每個成員都加人這個隊列；

加人隊列的方式就是創(chuàng)建/synchronizing/memberi的臨時目錄節(jié)點，之后每個成員獲取/synchronizing目錄的所有目錄節(jié)點，也就是member_i；?判斷i的值是否已經(jīng)是成員的個數(shù)，如果小于成員個數(shù)等待/'synchronizing/start的出現(xiàn)，如果已經(jīng)相等就創(chuàng)建/synchronizing/star。

用Zookeeper實現(xiàn)FIFO隊列的思路如下。

在特定的網(wǎng)站制作目錄下創(chuàng)建 SEQUENTIAL類型的子目錄 queue I，這樣就能保證所有成員加入隊列時都是有編號的；出隊列時通過 get Children()方法返回當前所有隊列中元素，再消費其中最小的一個，這樣就能保證FIFO。