每日五道java面试题之ZooKeeper篇(三)

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目录:

  • 第一题. 会话管理
  • 第二题. 服务器角色
  • 第三题. Zookeeper 下 Server 工作状态
  • 第四题. 数据同步
  • 第五题. zookeeper 是如何保证事务的顺序一致性的?

第一题. 会话管理

分桶策略:将类似的会话放在同一区块中进行管理,以便于 Zookeeper 对会话进行不同区块的隔离处理以及同一区块的统一处理。
分配原则:每个会话的“下次超时时间点”(ExpirationTime)
计算公式
ExpirationTime_ = currentTime + sessionTimeout
ExpirationTime = (ExpirationTime_ / ExpirationInrerval + 1) *
ExpirationInterval , ExpirationInterval 是指 Zookeeper 会话超时检查时间间隔,默认 tickTime

第二题. 服务器角色

Leader
(1)事务请求的唯一调度和处理者,保证集群事务处理的顺序性
(2)集群内部各服务的调度者
Follower
(1)处理客户端的非事务请求,转发事务请求给 Leader 服务器
(2)参与事务请求 Proposal 的投票
(3)参与 Leader 选举投票
Observer
(1)3.0 版本以后引入的一个服务器角色,在不影响集群事务处理能力的基础上提升集群的非事务处理能力
(2)处理客户端的非事务请求,转发事务请求给 Leader 服务器
(3)不参与任何形式的投票

第三题. Zookeeper 下 Server 工作状态

服务器具有四种状态,分别是 LOOKING、FOLLOWING、LEADING、OBSERVING。
(1)LOOKING:寻 找 Leader 状态。当服务器处于该状态时,它会认为当前集群中没有 Leader,因此需要进入 Leader 选举状态。
(2)FOLLOWING:跟随者状态。表明当前服务器角色是 Follower。
(3)LEADING:领导者状态。表明当前服务器角色是 Leader。
(4)OBSERVING:观察者状态。表明当前服务器角色是 Observer。

第四题. 数据同步

整个集群完成 Leader 选举之后,Learner(Follower 和 Observer 的统称)回向Leader 服务器进行注册。当 Learner 服务器想 Leader 服务器完成注册后,进入数据同步环节。
数据同步流程:(均以消息传递的方式进行)
Learner 向 Learder 注册
数据同步
同步确认
Zookeeper 的数据同步通常分为四类
(1)直接差异化同步(DIFF 同步)
(2)先回滚再差异化同步(TRUNC+DIFF 同步)
(3)仅回滚同步(TRUNC 同步)
(4)全量同步(SNAP 同步)
在进行数据同步前,Leader 服务器会完成数据同步初始化:
peerLastZxid
∙ 从 learner 服务器注册时发送的 ACKEPOCH 消息中提取 lastZxid(该Learner服务器最后处理的 ZXID)
minCommittedLog
∙ Leader 服务器 Proposal 缓存队列 committedLog 中最小
ZXIDmaxCommittedLog
∙ Leader 服务器 Proposal 缓存队列 committedLog 中最大 ZXID直接差异化同步(DIFF 同步)
∙ 场景:peerLastZxid 介于 minCommittedLog 和 maxCommittedLog之间先回滚再差异化同步(TRUNC+DIFF 同步)
∙ 场景:当新的 Leader 服务器发现某个 Learner 服务器包含了一条自己没有的事务记录,那么就需要让该 Learner 服务器进行事务回滚–回滚到 Leader服务器上存在的,同时也是最接近于 peerLastZxid 的 ZXID仅回滚同步(TRUNC 同步)
∙ 场景:peerLastZxid 大于 maxCommittedLog全量同步(SNAP 同步)
∙ 场景一:peerLastZxid 小于 minCommittedLog
∙ 场景二:Leader 服务器上没有 Proposal 缓存队列且 peerLastZxid 不等于lastProcessZxid

第五题. zookeeper 是如何保证事务的顺序一致性的?

zookeeper 采用了全局递增的事务 Id 来标识,所有的 proposal(提议)都在被提出的时候加上了 zxid,zxid 实际上是一个 64 位的数字,高 32 位是epoch( 时期; 纪元; 世; 新时代)用来标识 leader 周期,如果有新的 leader 产生出来,epoch会自增,低 32 位用来递增计数。当新产生 proposal 的时候,会依据数据库的两阶段过程,首先会向其他的 server 发出事务执行请求,如果超过半数的机器都能执行并且能够成功,那么就会开始执行。

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