Zookeeper作为配置中心，采用推拉结合的发布订阅模式，实现数据的动态更新。客户端注册关注节点，服务端在数据变更时发送Watcher事件通知，客户端主动获取最新数据。常见应用包括配置管理和服务发现，例如全局配置信息的更新和分布式服务地址的动态获取。工作服务器向服务器列表注册信息，配置节点存储全局配置，变化时通知订阅客户端更新配置。
数据发布/订阅（Publish/Subscribe）系统，即所谓的配置中心，即发布者将数据发布到ZooKeeper的一个或一系列节点上，供订阅者进行数据订阅，进而达到动态获取数据的目的，实现配置信息的集中式管理和数据的动态更新。
Zookeeper 作为一个分布式的服务框架，主要用来解决分布式集群中应用系统的一致性问题，它能提供基于类似于文件系统的目录节点树方式的数据存储， Zookeeper 作用主要是用来维护和监控存储的数据的状态变化，通过监控这些数据状态的变化，从而达到基于数据的集群管理。
发布/订阅系统一般有两种设计模式，分别是推（Push）模式和拉（Pull）模式。ZooKeeper采用的是推拉相结合的方式：客户端向服务端注册自己需要关注的节点，一旦该节点的数据发生变更，那么服务端就会向相应的客户端发送Watcher事件通知，客户端接收到这个消息通知后，需要主动到服务端获取最新的数据。
ZooKeeper的消息订阅及发布最典型的应用实例是作为系统的配置中心，发布者将数据发布到ZooKeeper节点上，供订阅者动态获取数据，实现配置信息的集中式管理和动态更新。例如全局的配置信息，服务式服务框架的服务地址列表等就非常适合使用。
ZooKeeper主要有两种监听方式，监听子节点状态，监听节点数据。work server节点可存储应用服务器元数据（如:服务器ip和端口等信息）,查询server节点可获取服务器列表，创建ZooKeeper客户端监听server节点的子节点状态，在删除对应work server子节点或增加对应work server 子节点时，ZooKeeper客户端可及时获得通知并进行处理。config节点可存储分布式集群的全局配置信息，在全局配置信息需要修改时，可将配置信息发布到config节点下，所有对config节点数据进行监听的ZooKeeper客户端可及时收到通知并对服务器的配置信息进行修改。
- 发布订阅模式可以看成一对多的关系：多个订阅者对象同时监听一个主题对象，这个主题对象在自身状态发生变化时，会通知所有的订阅者对象，使他们能够自动的更新自己的状态
- 发布订阅模式，可以让发布方和订阅方，独立封装，独立改变，当一个对象的改变，需要同时改变其他的对象，而且它不知道有多少个对象需要改变时，可以使用发布订阅模式
- 发布订阅模式在分布式系统的典型应用有，配置管理和服务发现。
配置管理：是指如果集群中机器拥有某些相同的配置，并且这些配置信息需要动态的改变，可以使用发布订阅模式，对配置文件做统一的管理，让这些机器各自订阅配置文件的改变，当配置文件发生改变的时候这些机器就会得到通知，把自己的配置文件更新为最新的配置
服务发现：是指对集群中的服务上下线做统一的管理，每个工作服务器都可以作为数据的发布方，向集群注册自己的基本信息，而让模型机器作为订阅方，订阅工作服务器的基本信息，当工作服务器的基本信息发生改变时如上下线，服务器的角色和服务范围变更，监控服务器就会得到通知，并响应这些变化。
发布订阅的架构图
Manager Server的工作流程
Work Server的工作流程
发布订阅程序的结构图
程序代码实现：
managerServer主要监听commend节点的数据及servers子节点的状态，在commend节点数据发生变化时，将commend节点的数据发布的config 节点上。
import java.util.List;
import org.I0Itec.zkclient.IZkChildListener;
import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
public class ManagerServer {
private String serversPath;
private String commendPath;
private String configPath;
private ZkClient zkClient;
private ServerConfig serverConfig;
//用于监听zookeeper中servers节点的子节点列表变化
private IZkChildListener childListener;
//用于监听zookeeper中command节点的数据变化
private IZkDataListener dataListener;
//工作服务器的列表
private List<String> workServerList;
public ManagerServer(String serversPath,String commendPath,String configPath,ZkClient zkClient,ServerConfig serverConfig){
this.serversPath=serversPath;
this.commendPath=commendPath;
this.configPath=configPath;
this.zkClient=zkClient;
this.serverConfig=serverConfig;
this.childListener=new IZkChildListener() {
public void handleChildChange(String parentPath, List<String> currentChilds)
throws Exception {
System.out.println("work服务器列表发生变化");
workServerList = currentChilds;
execList();
}
};
this.dataListener=new IZkDataListener() {
public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
}
public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception {
System.out.println("------------------command节点数据发生改变------------------");
String cmdType = new String((byte[]) data);
System.out.println("cmd:"+cmdType);
if ("list".equals(cmdType)) {
execList();
} else if ("create".equals(cmdType)) {
execCreate();
} else if ("modify".equals(cmdType)) {
execModify();
} else {
System.out.println("error command!" + cmdType);
}
}
};
}
public void start() {
initRunning();
}
public void stop() {
//取消订阅command节点数据变化和servers节点的列表变化
zkClient.unsubscribeChildChanges(serversPath, childListener);
zkClient.unsubscribeDataChanges(commendPath, dataListener);
}
/**
* 初始化
*/
private void initRunning() {
//执行订阅command节点数据变化和servers节点的列表变化
zkClient.subscribeDataChanges(commendPath, dataListener);
System.out.println("--------------managerServer监听command节点-------------");
zkClient.subscribeChildChanges(serversPath, childListener);
System.out.println("--------------managerServer监听服务器servers子节点-------------");
}
private void execModify() {
serverConfig.setDbUser(serverConfig.getDbUser() + "_modify");
zkClient.writeData(configPath, JSON.toJSONString(serverConfig).getBytes());
}
private void execCreate() {
if(!zkClient.exists(configPath)){
zkClient.createPersistent(configPath,JSON.toJSONString(serverConfig).getBytes());
}
}
private void execList() {
System.out.println(workServerList.toString());
}
}
workserver是监听config节点数据，在启动时到servers节点下注册服务器信息，并且监听config节点的数据变化.
import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkException;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkInterruptedException;
import org.I0Itec.zkclient.exception.ZkNoNodeException;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
public class WorkServer {
private String serversPath;
private String configPath;
private ZkClient zkClient;
private ServerConfig config;
private ServerData serverData;
private IZkDataListener dataListener;//数据监听器
public WorkServer(String serversPath,String configPath,ZkClient zkClient,ServerConfig config,ServerData serverData){
this.serversPath=serversPath;
this.configPath=configPath;
this.zkClient=zkClient;
this.config=config;
this.serverData=serverData;
this.dataListener=new IZkDataListener() {
public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
}
public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception {
String retJson=new String((byte[])data);
ServerConfig serverConfigLocal = (ServerConfig)JSON.parseObject(retJson,ServerConfig.class);
updataConfig(serverConfigLocal);
System.out.println("new work server config is:"+serverConfigLocal.toString());
}
};
}
/**
* 服务的启动
*/
public void start(){
System.out.println("work server start...");
initRunning();
}
/**
* 服务的停止
*/
public void stop(){
System.out.println("work server stop...");
//取消监听
zkClient.unsubscribeDataChanges(configPath, dataListener);
}
/**
* 服务器的初始化
*/
private void initRunning(){
registMeToZookeeper();
//订阅config节点的改变
zkClient.subscribeDataChanges(configPath, dataListener);
System.out.println("------------------------------监听config节点------------------------------");
}
private void updataConfig(ServerConfig serverConfigLocal) {
this.config=serverConfigLocal;
}
private void registMeToZookeeper(){
//向zookeeper中注册自己的过程其实就是向servers节点下注册一个临时节点
//构造临时节点
String mePath = serversPath.concat("/").concat(serverData.getAddress());
//存入是将json序列化
try {
zkClient.createEphemeral(mePath, JSON.toJSONString(serverData).getBytes());
System.out.println("--------------------创建worker服务器子节点 "+serverData.getAddress()+" -----------------------");
} catch (ZkNoNodeException e) {
//没有父节点则创建
zkClient.createPersistent(serversPath, true);
registMeToZookeeper();
}
System.out.println("--------------------向子节点"+serverData.getAddress()+" 存入数据："+JSON.toJSONString(serverData)+"-----------------------");
}
}
public class ServerConfig {
private String dbUrl;
private String dbPwd;
private String dbUser;
public String getDbUrl() {
return dbUrl;
}
public void setDbUrl(String dbUrl) {
this.dbUrl = dbUrl;
}
public String getDbPwd() {
return dbPwd;
}
public void setDbPwd(String dbPwd) {
this.dbPwd = dbPwd;
}
public String getDbUser() {
return dbUser;
}
public void setDbUser(String dbUser) {
this.dbUser = dbUser;
}
@Override
public String toString() {
return "ServerConfig [dbUrl=" + dbUrl + ", dbPwd=" + dbPwd
+ ", dbUser=" + dbUser + "]";
}
}
public class ServerData {
private String address;
private Integer id;
private String name;
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "ServerData [address=" + address + ", id=" + id + ", name="
+ name + "]";
}
}
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.I0Itec.zkclient.serialize.BytesPushThroughSerializer;
public class SubscribeZkClient {
//需要多少个workserver
private static final int CLIENT_QTY=5;
private static final String ZOOKEEPER_SERVER="10.151.30.28:2181";
//节点的路径
private static final String CONFIG_PATH = "/config";//配置节点
private static final String COMMAND_PATH = "/command";//命令节点
private static final String SERVERS_PATH = "/servers";//服务器列表节点
public static void main(String[] args) {
//用来存储所有的clients
List<ZkClient> clients = new ArrayList<ZkClient>();
//用来存储所有的workservers
List<WorkServer> workServers = new ArrayList<WorkServer>();
ManagerServer manageServer = null;
try {
ServerConfig initConfig = new ServerConfig();
initConfig.setDbPwd("123456");
initConfig.setDbUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
initConfig.setDbUser("root");
ZkClient clientManage =new ZkClient(ZOOKEEPER_SERVER, 5000, 5000, new BytesPushThroughSerializer());
manageServer=new ManagerServer(SERVERS_PATH, COMMAND_PATH, CONFIG_PATH, clientManage, initConfig);
manageServer.start();
for( int i = 0; i < CLIENT_QTY; ++i ){
ZkClient client = new ZkClient(ZOOKEEPER_SERVER, 5000, 5000, new BytesPushThroughSerializer());
clients.add(client);
ServerData serverData = new ServerData();
serverData.setId(i);
serverData.setName("WorkServer#"+i);
serverData.setAddress("192.168.1."+i);
WorkServer workServer = new WorkServer(SERVERS_PATH, CONFIG_PATH, client, initConfig, serverData);
workServers.add(workServer);
workServer.start();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
manageServer.stop();
for(WorkServer server:workServers){
server.stop();
}
}
}
}
- 应用中用到的一些配置信息放到ZK上进行集中管理。这类场景通常是这样：应用在启动的时候会主动来获取一次配置，同时，在节点上注册一个Watcher，这样一来，以后每次配置有更新的时候，都会实时通知到订阅的客户端，从来达到获取最新配置信息的目的
- 分布式搜索服务中，索引的元信息和服务器集群机器的节点状态存放在ZK的一些指定节点，供各个客户端订阅使用
- 分布式日志收集系统。这个系统的核心工作是收集分布在不同机器的日志。收集器通常是按照应用来分配收集任务单元，因此需要在ZK上创建一个以应用名作为path的节点P，并将这个应用的所有机器ip，以子节点的形式注册到节点P上，这样一来就能够实现机器变动的时候，能够实时通知到收集器调整任务分配
- 系统中有些信息需要动态获取，并且还会存在人工手动去修改这个信息的发问。通常是暴露出接口，例如JMX接口，来获取一些运行时的信息。引入ZK之后，就不用自己实现一套方案了，只要将这些信息存放到指定的ZK节点上即可
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